— Nasze wyniki pokazują, że śmierć gwiazdy to nie koniec. Niektóre planety doświadczają po niej fascynującej i tętniącej życiem przyszłości — mówi Ryan J. MacDonald z Uniwersytetu w St Andrews, który nadzorował badanie.
Pewna olbrzymia planeta cudem przetrwała gwałtowną śmierć swojego słońca. Zjawisko to może zmienić przewidywania dotyczące losów naszego Układu Słonecznego.
Słońce Ziemi w końcu umrze. To naukowy fakt: wszystkie gwiazdy w pewnym momencie wyczerpują swoje paliwo, a w przypadku naszego Słońca przewiduje się, że za kilka miliardów lat wkroczy ono w fazę czerwonego olbrzyma, rozprzestrzeniając się i pochłaniając pobliskie planety.
W fazie czerwonego olbrzyma umierająca gwiazda gwałtownie się rozszerza, topiąc, odparowując i niszcząc wewnętrzne skaliste planety — jak podaje NASA, według niektórych ekspertów Słońce pochłonie wtedy Merkurego i Wenus. Astronomowie od dawna badali i dyskutowali, co dokładnie stanie się z Ziemią i naszym Układem Słonecznym, gdy Słońce osiągnie tę fazę, teraz odkryli, że jedna olbrzymia planeta w jakiś sposób przetrwała śmierć własnego słońca.
— Planety, które przetrwały śmierć swojej gwiazdy, początkowo oddalają się, ponieważ powstały biały karzeł ma mniejszą masę niż poprzednia gwiazda — mówi „Newsweekowi” kierownik badania Ryan J. MacDonald z Uniwersytetu w St Andrews. — Jednak badana przez nas olbrzymia planeta WD 1856b zbliżyła się do białego karła. Nasze badania wskazują, że ta migracja do wewnątrz nastąpiła miliardy lat po śmierci gwiazdy i najprawdopodobniej została spowodowana grawitacyjnym wpływem dwóch pobliskich czerwonych karłów.
W 2020 r. astronomowie odkryli olbrzymią planetę krążącą wokół martwej gwiazdy, nazywanej biały karłem. Badacze zastanawiali się, jak udało jej się przetrwać gwałtowny koniec fazy czerwonego olbrzyma. W nowym badaniu z wykorzystaniem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (NASA) międzynarodowy zespół naukowców przeanalizował atmosferę tej planety i odtworzył jej losy.
Obserwacje prowadzone za pomocą JWST ujawniły również obecność metanu oraz wysoko położonych mgieł lub aerozoli w atmosferze planety. To pierwsza sytuacja, w której astronomom udało się szczegółowo zbadać atmosferę planety tranzytującej martwą gwiazdę, co daje bezprecedensowy wgląd w skład kuli krążącej wokół białego karła. Jak podkreślają badacze, to odkrycie dowodzi, że nawet planety krążące wokół pozostałości gwiazd mogą zachować mierzalne atmosfery, otwierając nową drogę do badania ewolucji i potencjalnej zamieszkalności układów planetarnych po śmierci ich gwiazdy macierzystej. Jak ustalono, planeta pierwotnie krążyła wokół gwiazdy w bezpiecznej odległości, a przybliżyła się do niej dopiero miliardy lat po jej śmierci.
— Nasze odkrycia dotyczą długoterminowych losów naszego Układu Słonecznego — zwraca uwagę współautor badań Christopher O’Connor z Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics na Uniwersytecie Northwestern. — Za około pięć miliardów lat nasze Słońce umrze i nie wiemy dokładnie, co wtedy się stanie. To, że planety mogą przetrwać aż do ostatniego etapu cyklu życia gwiazdy, znacznie poszerza zakres możliwości tego, gdzie we Wszechświecie mogą istnieć miejsca nadające się do zamieszkania.
Planeta — znana jako WD1856b i oddalona o ok. 80 lat świetlnych od Ziemi — to gazowy olbrzym o promieniu podobnym do Jowisza krążący wokół gwiazdy wielkości Ziemi. Gdy gwiazdy podobne do Słońca zapadają się, zamieniają się w białe karły, czyli gęste pozostałości po dawnych słońcach. O’Connor określa ten układ jako „jeden z najbardziej osobliwych układów planetarnych, jakie znamy”, ponieważ promień planety jest ok. ośmiokrotnie większy niż promień białego karła, a jej orbita jest tak bliska, że pełny obieg trwa zaledwie 1,4 dnia.
Planeta nie powinna była przetrwać fazy czerwonego olbrzyma — w tej fazie gwiazda podobna do Słońca powiększa się ponad 100-krotnie w stosunku do pierwotnych rozmiarów. O’Connor tłumaczy, że istnieją dwie teorie wyjaśniające to, jak planeta znalazła się na swojej obecnej orbicie: albo została pochłonięta przez umierającą gwiazdę i zdołała przetrwać po jej drugiej stronie, albo zbliżyła się do niej na skutek grawitacyjnego oddziaływania innych obiektów.
— Biały karzeł jest częścią potrójnego układu gwiazdowego, a zewnętrzne gwiazdy towarzyszące mogły wpłynąć na orbitę WD1856b — sugeruje.
Zespół zbadał te teorie za pomocą teleskopu NASA i odkrył, że planeta jest znacznie gorętsza, niż się spodziewano, nawet po tym, gdy uwzględniono światło emitowane przez bliskiego białego karła. Ustalono, że planeta nagrzała się, zbliżając się do gwiazdy — i działo się to nawet do 5,5 mld lat po tym, jak gwiazda stała się białym karłem, co oznacza, że przez niszczycielską fazę słońca planeta pozostawała w bezpiecznej odległości.
— Nasze wyniki sugerują, że olbrzymie planety w naszym Układzie Słonecznym mogłyby z czasem zbliżyć swoje orbity do białego karła, który pozostanie po śmierci naszego Słońca — zauważa MacDonald. — Tę migrację mogłyby zapoczątkować wzajemne oddziaływania grawitacyjne między olbrzymimi planetami lub w przyszłości przelot innej gwiazdy przez nasz Układ Słoneczny..
Jak stwierdza w komunikacie prasowym, ta planeta i gwiazda mogą być zapowiedzią tego, co stanie się, gdy nasze Słońce wreszcie umrze, ponieważ to „pierwszy raz, gdy mogliśmy przewidzieć to, co może spotkać zewnętrzne planety wokół pozostałości po gwieździe podobnej do Słońca”.
— To tak jakby patrzeć w przyszłość Układu Słonecznego za pomocą wehikułu czasu — mówi. — Nasze wyniki pokazują, że śmierć gwiazdy to nie koniec. Niektóre planety doświadczają po niej fascynującej i tętniącej życiem przyszłości.
Odniesienie
MacDonald, R.J., O’Connor, C.E., Boehm, V.A. et al. Aerosols and hydrocarbons in the atmosphere of a white dwarf planet. Nature 655, 76–80 (2026).
Tekst opublikowany w amerykańskim „Newsweeku”. Tytuł, lead i śródtytuły od redakcji „Newsweek Polska”.