Dodano: 14 październik 2021r.

Planeta, która przetrwała śmierć swojej gwiazdy. Spojrzenie w przyszłość Układu Słonecznego

Tysiące lat świetlnych od nas, w gwiazdozbiorze Strzelca astronomowie znaleźli system planetarny składający się z planety podobnej do Jowisza krążącej wokół białego karła. Jak twierdzą naukowcy, system ten pokazuje, jak będzie wyglądał nasz Układ Słoneczny za kilka miliardów lat, gdy Słońce dokona żywota.

Planeta, która przetrwała śmierć swojej gwiazdy. Spojrzenie w przyszłość Układu Słonecznego

 

Jak skończy Układ Słoneczny? Naukowcy od lat zastanawiają się nad tym zagadnieniem. Wiemy, że gwiazdy takie jak Słońce, gdy zużyją już całe zapasy wodoru w swoim jądrze, pęcznieją, powoli tracąc zewnętrzne warstwy, aż w końcu pozostaje tylko gwiezdne jądro. Takie pozostałości po gwieździe określane są mianem białych karłów.

Jednak proces ten jest niszczycielski dla krążących wokół gwiazdy planet. Gdy w gwiazdach podobnych do słońca kończy się paliwo, puchnął one zwiększając swoją objętość setki, a nawet tysiące razy. Stają się wówczas czerwonym olbrzymem, który pochłania pobliskie planety. Tak też będzie wyglądała daleka przyszłość naszego Układu Słonecznego.

Śmierć gwiazdy

Naukowcy zadają sobie pytanie, które planety mogą przetrwać śmierć Słońca. Jednym ze sposobów poszukiwania odpowiedzi jest przyjrzenie się losom innych podobnych systemów planetarnych. Jednak znalezienie podobnych układów, gdzie gwiazda już dokonała żywota, okazało się trudne. Słabe promieniowanie białych karłów nie ułatwia zadania. Ale naukowcom udało się dostrzec egzoplanetę, która przetrwały gwiezdną transformację.

W rzeczywistości, z ponad 4500 znanych obecnie egzoplanet, tylko garstkę znaleziono wokół białych karłów. Położenie tych planet sugeruje, że na obecne miejsce trafiły już po śmierci gwiazdy.

Jedna z takich planet została znaleziona w pobliżu centrum Drogi Mlecznej, 6500 lat świetlnych od nas w gwiazdozbiorze Strzelca. Donosi o tym międzynarodowy zespół astronomów na łamach pisma „Nature” (DOI: 10.1038/s41586-021-03869-6). Planeta krąży wokół białego karła, który ma masę około 53 procent masy naszego Słońca. Sama planeta ma masę około 1,4 masy Jowisza i znajduje się 420 milionów kilometrów od pozostałości po swojej gwieździe macierzystej. W porównaniu do Układu Słonecznego byłaby to mniej więcej odległość między Słońcem a planetą karłowatą Ceres, największym obiektem w pasie planetoid między orbitą Marsa i Jowisza.

Przyszłość Ziemi

- To potwierdza, że ​​planety krążące w wystarczająco dużej odległości mogą nadal istnieć po śmierci swojej gwiazdy – mówi Joshua Blackman z Uniwersytetu Tasmanii w Australii, główny autor badania. - Biorąc pod uwagę, że ten układ jest odpowiednikiem naszego Układu Słonecznego, sugeruje to, że Jowisz i Saturn mogą przetrwać fazę przemiany Słońca w czerwonego olbrzyma, kiedy zabraknie mu już paliwa jądrowego – dodaje.

- Przyszłość Ziemi może nie być tak różowa, ponieważ jest znacznie bliżej Słońca – mówi współautor publikacji David Bennett z Uniwersytetu Maryland i NASA Goddard Space Flight Center. - Gdyby ludzkość mogła przenieść się na księżyce Jowisza lub Saturna, zanim Słońce spali Ziemię podczas przemiany w czerwonego nadolbrzyma, nadal pozostalibyśmy na orbicie wokół Słońca, chociaż nie moglibyśmy polegać na jego cieple – zaznacza.

Mikrosoczewkowanie grawitacyjne

Planeta została odkryta dzięki technice zwanej mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym. Zjawisko mikrosoczewkowania zachodzi, gdy światło od odległego źródła uginane jest przez bliższy obiekt zwany soczewką. Masa soczewki zakrzywia przestrzeń wokół niej, co powoduje ugięcie promieni świetlnych, w efekcie czego można zaobserwować pojaśnienie źródła. Innymi słowy, do mikrosoczewkowania grawitacyjnego dochodzi wtedy, gdy grawitacja obiektów zagina i wzmacnia światło z odleglejszych gwiazd w chwili, gdy na jednej linii znajdzie się źródło promieniowania, obiekt soczewkujący oraz obserwator na Ziemi.

W 2010 roku doszło do takiego zjawiska. Gdy jedna z gwiazda przeszła dokładnie na tle innej gwiazdy, oczywiście z perspektywy obserwatora z Ziemi, grawitacja bliższego obiektu jak szkło powiększające sprawiła, że przez krótką chwilę odległa gwiazda wydawała się setki razy jaśniejsza. W ten sposób ujawniona została obecność dużej, gazowej planety.

Jowisz przetrwa

Naukowcy chcieli jednak sprawdzić, co było obiektami soczewkującymi. Uczeni odkryli, że światło gwiazdy nie jest wystarczająco jasne, aby być zwykłą gwiazdą ciągu głównego. Dane wykluczyły również możliwość istnienia tam brązowego karła. - Udało nam się również wykluczyć możliwość istnienia w obserwowanym systemie gwiazdy neutronowej i czarnej dziury. Oznacza to, że znaleziona planeta krąży wokół martwej gwiazdy - białego karła - mówi współautor publikacji Jean-Philippe Beaulieu z Uniwersytetu Tasmanii. - Nasze badania oferują wgląd w to, jak nasz Układ Słoneczny będzie wyglądał po zniknięciu Ziemi – dodaje.

Kiedy Słońce zamieni się w czerwonego olbrzyma, Merkury i Wenus zostaną zniszczone. Ziemia i Mars również mają niewielkie szanse na przetrwanie, gdyż szacuje się, że promień Słońca zamienionego w czerwonego olbrzyma osiągnie orbitę Ziemi. Jednak nowe obserwacje wskazują, że Jowisz i dalsze planety mogą uniknąć katastrofy.

- Jowisz i jego księżyce przetrwają. Wcześniej nie byliśmy tego pewni. Nasze odkrycie sugeruje, że Jowiszowi może się udać – zaznacza Dimitri Veras z University of Warwick.

 

Źródło: W. M. Keck Observatory, fot. W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko