Korzystając z teleskopu VLT astronomowie odkryli dużą planetę krążącą wokół białego karła, pozostałości po gwieździe podobnej do Słońca. Planeta krąży w tak bliskiej odległości martwej gwiazdy, że pozostawia wokół niej część swojej atmosfery, dzięki czemu naukowcy byli w stanie ją zidentyfikować.
Naukowcy z Wielkiej Brytanii, Chile i Niemiec znaleźli dowody na istnienie dużej egzoplanety, podobnej do Neptuna, krążącej wokół gorącego białego karła skatalogowanego jako WDJ0914 + 1914. Ten unikalny system znajduje się w odległości około 1500 lat świetlnych od nas, w gwiazdozbiorze Raka. Obserwacje te dają astronomom wgląd w to, jak może wyglądać nasz własny Układ Słoneczny po śmierci Słońca. Wyniki badań ukazały się na łamach „Nature”.
Większość gwiazd wchodzących w ostatni rozdział swojego życia ma skłonność do kurczenia się, pomniejszania i powoli zmienia kolor. Astronomowie określają te gęste obiekty, które kiedyś były potężnymi gwiazdami, mianem białych karłów. Obiekty te to pozostałości średniej wielkości gwiazd, czyli takich, jak nasze Słońce. Gdy zużyją całe swoje paliwo w jądrze i zrzucą zewnętrzne warstwy, pozostające gorące jeszcze jądro zaczyna się ochładzać. Proces ten może trwać miliardy lat.
Zespół prowadzony przez Borisa Gänsicke z University of Warwick w Wielkiej Brytanii zbadał około siedem tys. białych karłów. Wśród nich jeden był szczególny. Badacze dostrzegli sygnatury chemiczne wodoru, tlenu i siarki. Po dalszych obserwacjach uczeni dostrzegli, że pierwiastki nie pochodzącym z samej gwiazdy, ale z dysku wokół niej.
- To było jedno z tych przypadkowych odkryć. Wiedzieliśmy, że w tym układzie musi się dziać coś wyjątkowego i spekulowaliśmy, że może to być związane z jakimś rodzajem pozostałości planetarnej – przyznał Gänsicke.
W oparciu o wykryte ślady chemiczne zespół badaczy zdał sobie sprawę, że muszą one pochodzić z planety. - Potrzeba było kilku tygodni intensywnego zastanawiania się, byśmy odkryli, że jedynym sposobem na stworzenie takiego dysku jest odparowywanie gigantycznej planety – powiedział Matthias Schreiber z Uniwersytetu Valparaiso w Chile.
Wykryte ilości wodoru, tlenu i siarki są podobne do tych, które znajdują się w głębokich warstwach atmosferycznych lodowych olbrzymów - planet, takich jak Neptun czy Uran w naszym Układzie Słonecznym. Krążąc w bliskiej odległości od gorącego białego karła, ekstremalne promieniowanie ultrafioletowe pochodzące z gwiazdy obdarło ją z jej zewnętrznych warstw, a część tego gazu trafiła do dysku wokół gwiazdy, powoli opadając na jej powierzchnię.
Lodowy olbrzym jest co najmniej dwukrotnie większy od martwej gwiazdy. Jego orbita znajduje się w odległości około 10 milionów kilometrów od gwiazdy. Znajduje się ekstremalnie blisko niej. Okrąża białego karła w zaledwie 10 dni. To sugeruje, że planeta migrowała do wewnątrz swojego systemu planetarnego. Możliwe, że oddziaływania grawitacyjne z innymi planetami, mogły ją do tego skłaniać.
Biały karzeł, choć mały, jest niezwykle gorący. Ma temperaturę około 28 tys. st. Celsjusza. To pięć razy więcej niż temperatura naszego Słońca.
Niezwykle bliska orbita lodowej planety powoduje, że wysokoenergetyczne fotony emitowane przez gwiazdę stopniowo wywiewają jej atmosferę. Większość gazu ucieka w przestrzeń, ale część jest ściągana do dysku wirującego wokół gwiazdy w tempie 3000 ton na sekundę. To właśnie dzięki temu dyskowi można było ustalić obecność planety, która inaczej byłaby niewidoczna.
- Po raz pierwszy możemy zmierzyć ilość gazów, takich jak tlen i siarka w dysku wokół białego karła, co zapewnia wskazówki dotyczące składu atmosfery egzoplanety - zaznaczyła Odette Toloza z University of Warwick, współautorka publikacji. Dodała, że to odkrycie pokazuje los, jaki może spotkać systemy planetarne, jak chociażby nasz Układ Słoneczny.
Gwiazdy takie jak Słońce w ostatnim okresie życia, zanim się skurczą, nadymają się pochłaniając pobliskie planety. W przypadku Układu Słonecznego proces ten obejmie Merkurego, Wenus, a nawet Ziemię. Wszystkie te planety zostaną pochłonięte przez czerwone, olbrzymie Słońce. Ale nie ma co panikować, według astronomów zdarzy się to za około 5 miliardów lat.
Proces ten zakończy się zrzuceniem przez umierające gwiazdy swoich zewnętrznych warstw i pozostanie jedynie wypalony rdzeń - biały karzeł. Takie gwiezdne pozostałości wciąż mogą mieć planety. Uczeni uważają, że takich układów gwiezdnych w naszej galaktyce jest sporo. Jednak do tej pory nigdy nie znaleźli dowodów na istnienie gigantycznej planety wokół białego karła.
Wykrycie lodowego olbrzyma na orbicie wokół WDJ0914 + 1914 może być pierwszym z wielu odkryć podobnych układów. - Do niedawna niewielu astronomów zastanawiało się nad losem planet krążących wokół umierających gwiazd. To odkrycie planety krążącej blisko wypalonego rdzenia gwiezdnego pokazuje, że Wszechświat raz po raz rzuca naszym umysłom wyzwanie, by przekroczyć ustalone idee - podkreślił Gänsicke.
Źródło: ESO, fot. ESO/M. Kornmesser
