Astronomowie odkryli planetę wielkości Jowisza, która orbituje wokół martwej gwiazdy. To pierwsze odkrycie nietkniętej egzoplanety okrążającej białego karła, co sugeruje, że planeta może przetrwać śmierć swojej gwiazdy.
Międzynarodowy zespół astronomów korzystający z danych zebranych przez obserwatorium TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) oraz kilka obserwatoriów naziemnych poinformował o odkryciu nietkniętej planety blisko orbitującej wokół białego karła - pozostałości po podobnej do Słońca gwieździe, która dokonała swojego żywota.
Opis odkrycia ukazał się na łamach pisma „Nature”.
Planeta wielkości Jowisza, nazwana WD 1856 b, jest jednym znanym nam obiektem, który prawdopodobnie nietknięty przetrwał końcowe stadia ewolucji swojej gwiazdy. Planeta ta jest około siedem razy większa od białego karła WD 1856 + 534, którego okrąża co 34 godziny. Sam biały karzeł jest zaledwie o 40 proc. większy od Ziemi, ale ma masę około połowy masy naszego Słońca.
Jak informują odkrywcy obiektu, naukowcy z University of Wisconsin-Madison, biały karzeł i jego gwiazda są częścią układu potrójnego znajdującego się około 80 lat świetlnych od Układu Słonecznego.
Chociaż w przeszłości pojawiały się ślady dużych planet krążących w pobliżu białych karłów, nowe odkrycia są najlepszym dowodem na istnienie tych dziwnych par i podkreślają różne drogi ewolucji układów gwiazdowych. Analizy tego systemu mogą dać wgląd w losy naszego własnego Układu Słonecznego.
- Nigdy wcześniej nie znaleźliśmy dowodów na to, żeby planeta zbliżyła się na tak małą odległość do białego karła i przetrwała. To miła niespodzianka - mówi główny badacz Andrew Vanderburg z z University of Wisconsin-Madison. Głównym zainteresowaniem naukowym Vanderburg są losy gwiazd podobnych do Słońca, które wyczerpały swoje paliwo, oraz ich planet. Na początku swojej kariery naukowej badacz znalazł w danych z Kosmicznego Teleskopu Keplera białego karła otoczonego chmurą gruzu. - Ostatecznie okazało się, że była to pomniejsza planeta lub asteroida, która była rozdzierana na żywo, podczas naszych obserwacji. To było naprawdę fajne - zdradza Vanderburg.
Od tamtej pory Vanderburg zastanawiał się, czy planety, zwłaszcza duże, mogą przetrwać zbliżenie do starzejącej się gwiazdy. Skanując dane z TESS tysięcy systemów, w których znajdują się białe karły, naukowcy zauważyli gwiazdę, której jasność zmniejszała się o połowę mniej więcej co półtora dnia - znak, że coś dużego przechodziło przed tarczą gwiazdy na bardzo ciasnej orbicie. Trudno było jednak zinterpretować dane, ponieważ blask pobliskiej gwiazdy zakłócał pomiary TESS. Aby pokonać tę przeszkodę, astronomowie uzupełnili dane TESS z naziemnych teleskopów o wyższej rozdzielczości, w tym trzech prowadzonych przez astronomów amatorów.
Ponieważ białe karły są o wiele mniejsze niż normalne gwiazdy, duże planety przechodzące przed nimi blokują dużo światła, co znacznie upraszcza wykrywanie ich przez nasze teleskopy. Dane ujawniły, że planeta wielkości mniej więcej Jowisza, być może trochę większa, krąży bardzo blisko swojej gwiazdy. Zespół Vanderburga uważa, że gazowy olbrzym pierwotnie znajdował się znacznie dalej od gwiazdy i wszedł na obecną orbitę po tym, jak gwiazda przekształciła się w białego karła.
Ale ta koncepcja stawia ważne pytanie: w jaki sposób planeta uniknęła zagłady podczas agonii gwiazdy? Dotychczasowe modele interakcji białych karłów z planetami nie pasują do tego konkretnego układu. Dlatego uczeni przeprowadzili nowe symulacje, które dostarczyły potencjalnej odpowiedzi.
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 musiało być i w tym przypadku. Gwiazda połknęła to, co spotkała na swojej drodze, ale nie osiągnęła orbity WD 1856 b, która, według ustaleń naukowców, znajdowała się około 50 razy dalej niż obecnie.
Jednak proces puchnięcia zdestabilizował orbitę gazowego olbrzyma. To spowodowało, że planeta weszła na niezwykle ciasną orbitę. Ten proces wymagał oczywiście czasu - miliardów lat. Obserwowany biały karzeł jest jednym z najstarszych obserwowanych przez teleskop TESS i ma prawie 6 miliardów lat, co daje mnóstwo czasu, na zmianę orbity przez masywną planetę.
- WD 1856 b jakimś cudem zbliżyła się do białego karła i zdołał pozostać w jednym kawałku. Proces tworzenia białych karłów niszczy pobliskie planety, a wszystko, co później nazbyt zbliży się do karła, jest zwykle rozrywane na strzępy przez ogromną grawitację gwiazdy. Nadal mamy wiele pytań o to, jak WD 1856 b dotarła do obecnego miejsca i przetrwała w całości – zaznacza Vanderburg.
Źródło: University of Wisconsin-Madison, fot. NASA’s Goddard Space Flight Center
