Byla nalezena planeta velikosti Neptuna obíhající kolem mrtvé bílé trpasličí hvězdy. Tady je bláznivá část, planeta je 4krát větší než hvězda
Astronomové objevili velkou planetu velikosti Neptun obíhající kolem bílého trpaslíka. Planeta je čtyřikrát větší než hvězda a zdá se, že bílý trpaslík planetu pomalu ničí: teplo z bílého trpaslíka vypařuje materiál z atmosféry planety a vytváří ohon podobný kometě.
Bílý trpaslík je koncovým stavem hvězd, jako je naše Slunce. Když hvězdě podobné Slunci dojde palivo, expanduje do červeného obra. Během této fáze je velká část hmoty hvězdy uvolněna do vesmíru. Poté, co zbylo, je kompaktní, relativně chladný bílý trpaslík.
Bílý trpaslík je ve hvězdných termínech většinou vynaložená síla. Je ve svém koncovém stavu, nevydává téměř stejnou energii jako dříve. Ale stále je dostatečně radiační, aby odstranilo atmosféru z planety. A to je to, co se děje s hvězdou v této studii, pojmenovanou WDJ0914+1914.
Umělecká ilustrace bílého trpaslíka. Obrazový kredit: Mark A. Garlick
Bílý trpaslík v této studii byl mezi 10 000 zkoumanými Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Při práci s daty Sloan analyzovali astronomové z Warwicku světlo přicházející z bílého trpaslíka. Jemné, ale detekovatelné změny světla pocházely ze systému, který astronomům umožnil identifikovat přítomné prvky.
Objevili drobné špičky vodíku, kyslíku a síry. Vodík byl neobvyklý, protože bílí trpaslíci se většinou skládají z kyslíku a uhlíku a kyslík a síra nebyly v takové situaci nikdy předtím spatřeny. Podívali se blíže dalekohledem Very Large Telescope (VLT) a zjistili, že tvar tří prvků naznačuje přítomnost prstence plynu kolem WDJ0914+1914.
'Takový systém nebyl nikdy předtím viděn a hned mi bylo jasné, že jde o jedinečnou hvězdu.'
Dr. Boris Gaensicke, University of Warwick.
Nejprve si vědci mysleli, že vidí dvojhvězdu.
Dr. Boris Gaensicke z University of Warwick je hlavním autorem jedné ze studií. V tisková zpráva řekl: „Nejdřív jsme si mysleli, že se jedná o dvojhvězdu s akrečním diskem vytvořeným z hmoty proudící mezi dvěma hvězdami. Naše pozorování však ukazují, že jde o jediného bílého trpaslíka s diskem kolem desetinásobku velikosti našeho Slunce, který je složen pouze z vodíku, kyslíku a síry. Takový systém ještě nebyl viděn a hned mi bylo jasné, že jde o jedinečnou hvězdu.“
Po další analýze astronomové zjistili, že bílý trpaslík nahromadil kyslík a síru z disku. Byli schopni analyzovat složení samotného disku a zjistili, že se shoduje s hlubšími vrstvami planet v naší vlastní sluneční soustavě, jako je Neptun a Uran. ledoví obři.
I když fúze již dávno skončila, bílý trpaslík má stále asi 28 000 stupňů Celsia. Vydává dostatek energie k bombardování neviditelné planety a odpařování jejího materiálu. Výpočty týmu ukazují, že každou sekundu se na disk strhne asi 3000 tun materiálu.
Dr. Gaensicke řekl: 'Tato hvězda má planetu, kterou nevidíme přímo, ale protože je hvězda tak horká, že se vypařuje, a my detekujeme atmosféru, kterou ztrácí.'
'Tento objev je velkým pokrokem, protože za poslední dvě desetiletí jsme měli stále více důkazů, že planetární systémy přežívají do stádia bílého trpaslíka.'
DR. BORIS GAENSICKE, UNIVERZITA V WARVICKU.
Ne všichni bílí trpaslíci jsou tak žhaví jako tento. To znamená, že detekovat jakékoli planety, které je obíhají stejnou metodou, pravděpodobně není možné. Ale musí jich být víc. Ve skutečnosti může být v Mléčné dráze až 10 miliard bílých trpaslíků. Jaké procento z nich je dostatečně horké na to, aby s nimi planety interagovaly jako je tato, je otevřená otázka.
'Mohlo by existovat mnoho chladnějších bílých trpaslíků, kteří mají planety, ale postrádají vysokoenergetické fotony potřebné k řízení vypařování, takže bychom je nebyli schopni najít stejnou metodou,' řekl Dr. Gaensicke. 'Některé z těchto planet však mohou být detekovatelné pomocí tranzitní metody, jakmile se Velký synoptický průzkumný dalekohled dostane na oblohu.' (Ten dalekohled by mohl být přejmenován na Průzkumný dalekohled Vera Rubin .)
Existuje rostoucí množství důkazů, které ukazují, že planety mohou přežít do fáze bílého trpaslíka své hvězdy. Tento objev dodává důkazům váhu.
'Tento objev je velkým pokrokem, protože za poslední dvě desetiletí jsme měli stále více důkazů, že planetární systémy přežívají do stádia bílého trpaslíka,' řekl Dr. Gaensicke. 'Viděli jsme spoustu asteroidů, komet a dalších malých planetárních objektů, které narážely na bílé trpaslíky, a vysvětlení těchto událostí vyžaduje větší tělesa o hmotnosti planet dále vně.' Mít důkazy o skutečné planetě, která byla sama rozptýlena, je důležitým krokem.“
Umělcova ilustrace. Asteroid roztrhaný silnou gravitací bílého trpaslíka vytvořil prstenec prachových částic a trosek obíhající kolem vyhořelého hvězdného jádra velikosti Země. Obrazový kredit: University of Warwick/Mark Garlick
Podle Dr. Matthiase R. Schreibera, hlavního autora druhého článku, je systém WDJ0914+1914 pohledem do budoucnosti. 'V jistém smyslu nám WDJ0914+1914 poskytuje pohled do velmi vzdálené budoucnosti naší vlastní sluneční soustavy.'
Naše Slunce bude nakonec sdílet stejný osud jako tohoto bílého trpaslíka. Stane se červeným obrem, který se rozšíří a zahalí Merkur, Venuši a Zemi. (Možná i Mars.) Poté, asi za 6 miliard let, to bude bílý trpaslík. Pokud se plynní obři a ledoví obři v naší Sluneční soustavě migrují dostatečně blízko ke hvězdě, jejich materiál se může strhnout do disku stejně jako WDJ0914+1914 se svým ledovým obrem.
V doprovodném dokumentu astronomové poukazují na to, co se stane. Naše budoucí Slunce bude emitovat dostatek fotonů s vysokou energií, aby odstranilo materiál z Jupiteru, Saturnu, Uranu a Neptunu. Část tohoto plynu se dostane do disku a poté do samotného Slunce. Budoucí astronomové, pokud nějací budou, to budou moci vidět stejným způsobem jako my.
Pohled na Sluneční soustavu ze šikmého úhlu při pohledu dovnitř z oběžné dráhy šesté planety Saturnu. Pás asteroidů mezi drahami Marsu a Jupiteru je také zobrazen jako široký průsvitný pás. Slunce se asi za 6 miliard let vyvine v bílého trpaslíka. Mars a vnější plynní obři naší sluneční soustavy tuto metamorfózu přežijí. Během prvních několika milionů let po svém vzniku bude bílý trpaslík extrémně horký a jeho silné emise EUV odpaří plyn z vnější atmosféry plynných obrů. Zlomek tohoto plynu bude akretován bílým trpaslíkem a vytvoří atmosférické čáry detekovatelné pro budoucí generace mimozemských astronomů. Kredit: Mark Garlick
Tým možná také nechtěně našel způsob, jak studovat atmosféry exoplanet.
V tiskové zprávě Dr. Schreiber poznamenal: „Byli jsme ohromeni, když jsme si uvědomili, že při pozorování horkých bílých trpaslíků potenciálně vidíme signatury z atmosfér extrasolárních planet. I když tato hypotéza potřebuje další potvrzení, mohla by skutečně otevřít dveře k pochopení atmosfér extrasolárních planet.'
Je to již podruhé, co astronomové našli planetu na neočekávaném místě. V listopadu astronomové používají data TESS našel planetu obíhající kolem rudého obra. V obou těchto případech měly být všechny planety v těchto pozicích zničeny, když jejich hvězdy expandovaly do rudých obrů.
Ale teď, když byly objeveny dva, je pravděpodobné, že jich bude víc, mnohem víc. Ve druhém článku autoři vyvozují míru 1 z 10 000 bílých trpaslíků, kteří zbavují planety atmosféry. Pokud je v Mléčné dráze 10 miliard bílých trpaslíků, byl by jich 1 milion s planetami, které by mohly být spektroskopicky detekovány. A to nutně přetvoří naše chápání toho, jak se sluneční soustavy vyvíjejí.
Astronomové z University of Warwick ve Velké Británii a University of Valparaiso v USA učinili objev. Jejich výzkum byl publikován ve dvou článcích. Jeden papír má název „ Narůstání obří planety na hvězdu bílého trpaslíka “ a byl publikován v Nature. Druhý dokument má název „ Studené obří planety odpařené horkými bílými trpaslíky “ a byl publikován v Astrophysical Journal Letters.
Více:
- Tisková zpráva: Skrytá obří planeta odhalená kolem malého bílého trpaslíka
- Výzkumný papír: Studené obří planety odpařené horkými bílými trpaslíky
- Výzkumný papír: Narůstání obří planety na hvězdu bílého trpaslíka
- Vesmír dnes: Zdá se to nemožné, ale tato planeta nějak přežila fázi rudého obra své hvězdy