Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν μεγάλο πλανήτη μεγέθους Ποσειδώνα σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι λευκού νάνου. Ο πλανήτης είναι τέσσερις φορές μεγαλύτερος από το αστέρι και ο λευκός νάνος φαίνεται να καταστρέφει αργά τον πλανήτη: η θερμότητα από τον λευκό νάνο εξατμίζει υλικό από την ατμόσφαιρα του πλανήτη, σχηματίζοντας μια ουρά σαν κομήτη.
Ένας λευκός νάνος είναι η τελική κατάσταση για αστέρια όπως ο Ήλιος μας. Καθώς ένα αστέρι σαν τον Ήλιο εξαντλείται από καύσιμα, επεκτείνεται σε έναν κόκκινο γίγαντα. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, μεγάλο μέρος της μάζας του αστεριού ρίχνεται στο διάστημα. Μετά από αυτό, αυτό που μένει είναι ένας συμπαγής, σχετικά δροσερός, λευκός νάνος.
Ένας λευκός νάνος είναι ως επί το πλείστον εξαντλημένη δύναμη με αστρικούς όρους. Είναι στην τελική του κατάσταση, δεν βγαίνει κοντά στην ίδια ενέργεια που χρησιμοποιούσε. Αλλά εξακολουθεί να είναι αρκετά ακτινοβόλο για να αφαιρέσει την ατμόσφαιρα από τον πλανήτη. Και αυτό συμβαίνει με το αστέρι αυτής της μελέτης, που ονομάζεται WDJ0914 + 1914.
Ο λευκός νάνος σε αυτή τη μελέτη ήταν μεταξύ 10.000 που ερωτήθηκαν από την Sloan Digital Sky Survey (SDSS.) Σε συνεργασία με τα δεδομένα Sloan, οι αστρονόμοι στο Warwick ανέλυσαν το φως που προέρχεται από τον λευκό νάνο. Λεπτές αλλά ανιχνεύσιμες παραλλαγές στο φως προήλθαν από το σύστημα που επέτρεψε στους αστρονόμους να προσδιορίσουν τα στοιχεία που υπάρχουν.
Εντόπισαν μικροσκοπικές αιχμές υδρογόνου, οξυγόνου και θείου. Το υδρογόνο ήταν ασυνήθιστο, δεδομένου ότι οι λευκοί νάνοι αποτελούνται κυρίως από οξυγόνο και άνθρακα, και το οξυγόνο και το θείο δεν είχαν δει ποτέ πριν σε μια τέτοια κατάσταση. Κοίταξαν πιο κοντά με το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο (VLT) και διαπίστωσαν ότι το σχήμα των τριών στοιχείων έδειξε την παρουσία ενός δακτυλίου αερίου γύρω από το WDJ0914 + 1914.
«Ένα τέτοιο σύστημα δεν έχει ξαναδεί ποτέ, και ήταν αμέσως σαφές ότι αυτό ήταν ένα μοναδικό αστέρι».
Dr. Boris Gaensicke, Πανεπιστήμιο του Warwick.
Αρχικά, οι ερευνητές πίστευαν ότι έβλεπαν ένα δυαδικό αστέρι.
Ο Δρ Boris Gaensicke από το Πανεπιστήμιο του Warwick είναι ο κύριος συγγραφέας μιας από τις μελέτες. Σε ένα δελτίο τύπου είπε: «Αρχικά, πιστεύαμε ότι αυτό ήταν ένα δυαδικό αστέρι με δίσκο συσσώρευσης που σχηματίστηκε από μάζα που ρέει μεταξύ των δύο αστεριών. Ωστόσο, οι παρατηρήσεις μας δείχνουν ότι είναι ένας μοναδικός λευκός νάνος με δίσκο γύρω του περίπου δέκα φορές το μέγεθος του ήλιου μας, φτιαγμένο αποκλειστικά από υδρογόνο, οξυγόνο και θείο. Ένα τέτοιο σύστημα δεν έχει ξαναδεί ποτέ, και ήταν αμέσως σαφές ότι αυτό ήταν ένα μοναδικό αστέρι. "
Μετά από περαιτέρω ανάλυση, οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι ο λευκός νάνος συγκέντρωσε οξυγόνο και θείο από το δίσκο. Ήταν σε θέση να αναλύσουν τη σύνθεση του ίδιου του δίσκου και ανακάλυψαν ότι ταιριάζει με τα βαθύτερα στρώματα πλανητών στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα όπως ο Ποσειδώνας και ο Ουρανός, και οι δύο πάγοι γίγαντες.
Παρόλο που η σύντηξη σταμάτησε πριν από πολύ καιρό, ο λευκός νάνος εξακολουθεί να είναι περίπου 28.000 Κελσίου. Καταβάλλει αρκετή ενέργεια για να βομβαρδίζει τον αόρατο πλανήτη και να εξατμίζει το υλικό του. Οι υπολογισμοί της ομάδας δείχνουν ότι περίπου 3000 τόνοι υλικού απομακρύνονται στο δίσκο κάθε δευτερόλεπτο.
Ο Δρ Gaensicke είπε: «Αυτό το αστέρι έχει έναν πλανήτη που δεν μπορούμε να δούμε άμεσα, αλλά επειδή το αστέρι είναι τόσο ζεστό, εξατμίζει τον πλανήτη και εντοπίζουμε την ατμόσφαιρα που χάνει».
«Αυτή η ανακάλυψη είναι σημαντική πρόοδος γιατί τις τελευταίες δύο δεκαετίες είχαμε αυξανόμενες ενδείξεις ότι τα πλανητικά συστήματα επιβιώνουν στο στάδιο του λευκού νάνου».
Δρ. BORIS GAENSICKE, ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ WARWICK.
Δεν είναι όλοι οι λευκοί νάνοι τόσο ζεστοί όσο αυτός. Αυτό σημαίνει ότι δεν είναι δυνατή η ανίχνευση πλανητών που βρίσκονται σε τροχιά με την ίδια μέθοδο. Αλλά πρέπει να υπάρχουν περισσότερα από αυτά. Στην πραγματικότητα, μπορεί να υπάρχουν έως και 10 δισεκατομμύρια λευκοί νάνοι στο Γαλαξία μας. Ποιο ποσοστό από αυτά είναι αρκετά ζεστό ώστε οι πλανήτες να αλληλεπιδρούν μαζί τους έτσι είναι ανοιχτή ερώτηση.
«Θα μπορούσαν να υπάρχουν πολλοί πιο δροσεροί λευκοί νάνοι που έχουν πλανήτες, αλλά δεν διαθέτουν τα φωτόνια υψηλής ενέργειας που είναι απαραίτητα για την εξάτμιση, οπότε δεν θα μπορούσαμε να τα βρούμε με την ίδια μέθοδο», δήλωσε ο Δρ Gaensicke. "Ωστόσο, ορισμένοι από αυτούς τους πλανήτες μπορεί να είναι ανιχνεύσιμοι χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διέλευσης μόλις το Τηλεσκόπιο Large Synoptic Survey πηγαίνει στον ουρανό." (Αυτό το τηλεσκόπιο θα μπορούσε να μετονομαστεί ξανά στο Τηλεσκόπιο Survey Vera Rubin.)
Υπάρχει ένα αυξανόμενο σύνολο στοιχείων που δείχνουν ότι οι πλανήτες μπορούν να επιβιώσουν στη φάση του λευκού νάνου του αστεριού τους. Αυτή η ανακάλυψη προσθέτει βάρος σε αυτά τα στοιχεία.
«Αυτή η ανακάλυψη είναι σημαντική πρόοδος γιατί τις τελευταίες δύο δεκαετίες είχαμε αυξανόμενες ενδείξεις ότι τα πλανητικά συστήματα επιβιώνουν στο στάδιο του λευκού νάνου», δήλωσε ο Δρ. «Έχουμε δει πολλούς αστεροειδείς, κομήτες και άλλα μικρά πλανητικά αντικείμενα να χτυπούν λευκούς νάνους, και η εξήγηση αυτών των γεγονότων απαιτεί μεγαλύτερα σώματα με πλανήτη μάζα. Το να έχεις αποδείξεις για έναν πραγματικό πλανήτη στον οποίο ήταν διασκορπισμένος είναι ένα σημαντικό βήμα. "
Σύμφωνα με τον Δρ Matthias R. Schreiber, επικεφαλής συγγραφέας της δεύτερης εργασίας, το σύστημα WDJ0914 + 1914 είναι μια ματιά στο μέλλον. «Κατά μία έννοια, το WDJ0914 + 1914 μας δίνει μια ματιά στο πολύ μακρινό μέλλον του δικού μας ηλιακού συστήματος.»
Τελικά ο Ήλιος μας θα μοιραστεί την ίδια μοίρα με αυτόν τον λευκό νάνο. Θα γίνει ένας κόκκινος γίγαντας, που επεκτείνεται και περιβάλλει τον Ερμή, την Αφροδίτη και τη Γη. (Ίσως ακόμη και mars.) Μετά από αυτό, περίπου 6 δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα, θα είναι ένας λευκός νάνος. Εάν οι γίγαντες φυσικού αερίου και οι γίγαντες πάγου στο Ηλιακό μας Σύστημα μεταναστεύσουν αρκετά κοντά στο αστέρι, το υλικό τους μπορεί να απογυμνωθεί σε ένα δίσκο όπως το WDJ0914 + 1914 κάνει στον πάγο του.
Σε ένα συνοδευτικό έγγραφο, οι αστρονόμοι επισημαίνουν τι θα συμβεί. Ο μελλοντικός μας Ήλιος θα εκπέμψει αρκετά φωτόνια υψηλής ενέργειας για να απομακρύνει υλικό από τον Δία, τον Κρόνο, τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα. Μερικά από αυτά τα αέρια πηγαίνουν στο δίσκο και μετά στον ίδιο τον Ήλιο. Οι μελλοντικοί αστρονόμοι, εάν υπάρχουν, θα μπορούν να το δουν με τον ίδιο τρόπο που έχουμε.
Η ομάδα μπορεί επίσης να βρήκε ακούσια έναν τρόπο να μελετήσει την ατμόσφαιρα των εξωπλανητών.
Στο δελτίο τύπου, ο Δρ Schreiber σχολίασε: «Ήμασταν έκπληκτοι όταν συνειδητοποιήσαμε ότι όταν παρατηρούμε καυτούς λευκούς νάνους, βλέπουμε δυνητικά υπογραφές από εξωηλιακές πλανήτες ατμόσφαιρες. Ενώ αυτή η υπόθεση χρειάζεται περαιτέρω επιβεβαίωση, μπορεί πράγματι να ανοίξει τις πόρτες για την κατανόηση των εξωηλιακών πλανητικών ατμοσφαιρών. "
Είναι η δεύτερη φορά που οι αστρονόμοι βρήκαν έναν πλανήτη σε ένα απροσδόκητο μέρος. Τον Νοέμβριο, οι αστρονόμοι που χρησιμοποίησαν δεδομένα TESS βρήκαν έναν πλανήτη σε τροχιά γύρω από έναν κόκκινο γίγαντα. Και στις δύο αυτές περιπτώσεις, τυχόν πλανήτες σε αυτές τις θέσεις θα έπρεπε να είχαν καταστραφεί όταν τα αστέρια τους επεκτάθηκαν σε κόκκινους γίγαντες.
Αλλά τώρα που έχουν ανακαλυφθεί δύο, είναι πιθανό να υπάρχουν περισσότερα, πολλά περισσότερα. Στη δεύτερη εργασία, οι συγγραφείς συνάγουν ένα ποσοστό 1 στους 10.000 λευκούς νάνους που αφαιρούν την ατμόσφαιρα από τους πλανήτες. Εάν υπάρχουν 10 δισεκατομμύρια λευκοί νάνοι στο Γαλαξία μας, θα υπήρχαν 1 εκατομμύριο από αυτούς με πλανήτες που κρύο ανιχνεύονται φασματοσκοπικά. Και αυτό είναι βέβαιο ότι θα ξανασχηματίσουμε την κατανόησή μας για το πώς εξελίσσονται τα ηλιακά συστήματα.
Οι αστρονόμοι στο Πανεπιστήμιο του Warwick στο Ηνωμένο Βασίλειο και στο Πανεπιστήμιο του Valparaiso στις ΗΠΑ έκαναν την ανακάλυψη. Η έρευνά τους δημοσιεύθηκε σε δύο εργασίες. Ένα έγγραφο έχει τον τίτλο «Αύξηση ενός γιγαντιαίου πλανήτη πάνω σε ένα λευκό αστέρι νάνου» και δημοσιεύθηκε στο Nature. Το δεύτερο άρθρο έχει τίτλο «Cold Giant Planets Evaporated by Hot White Dwarfs» και δημοσιεύθηκε στο Astrophysical Journal Letters.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Ο κρυμμένος γιγαντιαίος πλανήτης αποκαλύφθηκε γύρω από ένα μικροσκοπικό αστέρι νάνου
- Ερευνητικό έγγραφο: Πλανήτες κρύου γίγαντα εξατμισμένοι από καυτούς λευκούς νάνους
- Ερευνητικό έγγραφο: Αύξηση ενός γιγαντιαίου πλανήτη πάνω σε ένα λευκό νάνο αστέρι
- Space Magazine: Φαίνεται αδύνατο, αλλά κατά κάποιον τρόπο αυτός ο πλανήτης επέζησε της κόκκινης φάσης του αστεριού του
