Wokół białego karła oznaczonego jako WD 1054-226, który oddalony jest od Ziemi o około 117 lat świetlnych, astronomowie dostrzegli 65 równomiernie rozmieszczonych obiektów, które najprawdopodobniej są planetarnym gruzem. Tak uporządkowane rozmieszczenie struktur, regularnie przyćmiewających światło obumarłej gwiazdy, sugeruje obecność masywnego obiektu, takiego jak planeta, na pobliskiej orbicie. Co więcej, potencjalna planeta, jak uważają naukowcy, znajduje się w tzw. ekosferze wokół gwiazdy.
Większość gwiazd wchodzących w ostatni rozdział swojego życia ma skłonność do kurczenia się, pomniejszania i powoli zmienia kolor. Wcześniej kończące swój żywot gwiazdy robią niemałe zamieszanie w swojej okolicy, ale gdy już zrzucą zewnętrzne warstwy, astronomowie określają je jako białe karły. Te gęste obiekty, które kiedyś były gwiazdami, są pozostałościami po gwiazdach średniej wielkości, jak nasze Słońce.
Korzystając z naziemnych oraz kosmicznych obserwatoriów, astronomowie University College London przeanalizowali światło dobiegające z białego karła WD 1054-226. Ku ich zaskoczeniu, odkryli wyraźne spadki światła odpowiadające 65 równomiernie rozmieszczonym obłokom planetarnych odłamków krążących wokół gwiazdy co 25 godzin. Naukowcy doszli do wniosku, że zdumiewająca regularność tranzytujących struktur sugeruje, że są one utrzymywane w tak precyzyjnym układzie przez grawitację pobliskiej planety, której uczeni nie zdołali dostrzec.
Wyniki obserwacji ukazały się na łamach pisma „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” (DOI: 10.1093/mnras/stab3475).
Pod koniec swojego żywota, gwiazdy podobne do Słońca zaczynają „puchnąć”. Znaczenie zwiększają wówczas swoje rozmiary. Astronomowie szacują, że za około cztery miliardy lat, taki los czeka nasze Słońce. Gdy już wypali całe swoje paliwo w jądrze i stanie się czerwonym olbrzymem, zwiększy swoją średnicę tak bardzo, że pochłonie Merkurego, Wenus i prawdopodobnie także Ziemię.
Następnie, po kolejnych kilku miliardach lat, gwiazda zrzuci swoje zewnętrzne warstwy ostatecznie stając się białym karłem, a pozostające gorące jeszcze jądro zacznie się ochładzać. Proces ten może trwać miliardy lat.
Te niezwykle gęste pozostałości gwiazdy wciąż emitują promieniowanie cieplne i dlatego są widoczne dla astronomów. Szacuje się, że do 97 procent gwiazd w Drodze Mlecznej ostatecznie zamieni się w białe karły, w tym nasze Słońce. Natomiast najbardziej masywne gwiazdy skończą żywot jako gwiazdy neutronowe lub czarne dziury.
- Wiele osób myśli o białych karłach jako o martwym systemie lub ślepym zaułku, ale nowe obserwacje mówią nam, że wokół białych karłów dużo się dzieje – mówi Jay Farihi z University College London.
Oddalony o około 117 lat świetlnych od Układu Słonecznego biały karzeł WD 1054-226 otoczony jest przez kosmiczne szczątki orbitujące z niezwykłą regularnością. Przechodzą one na tle gwiazdy, powodując spadki jej jasności co 25 godzin. Analizy wykazały, że gwiazdę okrąża 65 obiektów, niezwykle równomiernie rozmieszczonych na swoich orbitach.
- Struktury, które przechodzą przed swoją gwiazdą, są tak bardzo regularne, że tak naprawdę nie można tego zrobić przypadkowo — mówi Farihi. Nie oznacza to jednak, że to dzieło kosmitów. Według uczonych, kosmiczne struktury utrzymywane są w idealnym porządku przez grawitację ciała wielkości planety na pobliskiej orbicie.
- Jeśli mamy rację i to planeta powoduje ten porządek, przypuszczam, że byłaby mniej więcej wielkości Merkurego lub Marsa – wyjaśnia Farihi. Co więcej, analizy wskazują, że ta potencjalna planeta znajduje się w tzw. ekosferze, czyli strefie wokół gwiazdy, w której obrębie panujące warunki mogłyby umożliwić istnienie wody w stanie ciekłym, co z kolei mogłoby sprzyjać powstaniu i rozwojowi organizmów żywych.
- Po raz pierwszy astronomowie wykryli jakikolwiek rodzaj ciała planetarnego znajdujący się w ekosferze białego karła. Obserwowane przez nas struktury wydają się nieregularne i zakurzone (mogą to być np. komety), nie są to stałe, kuliste ciała. Ich absolutna regularność jest tajemnicą, której obecnie nie możemy wyjaśnić. Ekscytującą możliwością jest to, że te ciała są utrzymywane w tak równomiernie rozmieszczonym układzie orbitalnym z powodu grawitacyjnego wpływu pobliskiej planety. Bez tego wpływu tarcie i kolizje spowodowałyby rozproszenie struktur i utratę regularności, którą obserwujemy – zaznacza Farihi.
- Możliwość istnienia planety w strefie nadającej się do zamieszkania jest ekscytująca i nieoczekiwana, nie szukaliśmy tego. Należy jednak pamiętać, że potrzeba więcej dowodów, aby potwierdzić obecność planety. Nie możemy zaobserwować tej planety bezpośrednio, więc potwierdzenie może nadejść przez porównanie modeli komputerowych z dalszymi obserwacjami gwiazdy i orbitujących szczątków – dodaje uczony.
Biorąc pod uwagę fakt, że za kilka miliardów lat Słońce również stanie się białym karłem, podobne badania dają wgląd w to, jak w odległej przyszłości może wyglądać nasz Układ Słoneczny. Badacze puszczając nieco wodze fantazji uznali, że układ, który istniał wokół WD 1054-226 został zmieciony, gdy gwiazda rozrosła się do stanu czerwonego olbrzyma, zatem planeta, która potencjalnie mogłaby posiadać wodę w stanie ciekłym, a tym samym mogłaby sprzyjać rozwojowi życia, byłaby niedawnym wydarzeniem. Uczeni ocenili, że orbita potencjalnej planety krążącej wokół WD 1054-226, mogłaby sprzyjać życiu przez co najmniej dwa miliardy lat.
Planety krążące wokół białych karłów stanowią wyzwanie dla astronomów, ponieważ obiekty te są znacznie słabsze niż gwiazdy ciągu głównego, takie jak Słońce. W porównaniu z taką gwiazdą, ekosfera białego karła znajduje się znacznie bliżej gwiazdy i jest znacznie mniejsza, ponieważ białe karły emitują mniej światła, a tym samym ciepła.
Naukowcy obliczyli, że orbitujące obiekty znajdują się około 2,6 miliona kilometrów od gwiazdy – około 4 proc. odległości między Merkurym a Słońcem. Według szacunków, ich temperatura wynosi około 50 stopni Celsjusza. Oznacza to, że jeśli jest tam planeta, może mieć odpowiednią temperaturę dla występowania oceanów, a może nawet życia.
Źródło: University College London, New Scientist, fot. Mark A. Garlick / markgarlick.com
