Da li je ovo sudbina Zemlje: Astronomi otkrili džinovsku planetu koja je preživela smrt svoje zvezde
Nova zapažanja svemira mogu da ponude sveže tragove o tome kako je džinovska egzoplaneta preživela nasilnu smrt svoje zvezde domaćina – i došla u blisku orbitu njenih zvezdanih ostataka. Ova otkrića mogla bi da posluže kao uvid u sudbinu koja možda očekuje najveće planete našeg Sunčevog sistema, poput gasovitih džinova Jupitera i Saturna, kada Sunce umre za pet milijardi godina.
Astronomi su 2020. godine otkrili zbunjujuću planetu veličine Jupitera koja juri oko mrtve zvezde – belog patuljka. Smeštena na 80 svetlosnih godina od naše planete, WD 1856b je sedam puta veća od svoje zvezde koja je zapravo veličine Zemlje, piše CNN.
„Ovo je jedan od najbizarnijih planetarnih sistema za koje znamo“, rekao je dr Kristofer O’Konor (Christopher O’Connor), koautor studije objavljene u časopisu Nature, koja detaljno opisuje ova zapažanja.
O’Konor je postdoktorand koji proučava zvezdanu i planetarnu astrofiziku i dinamiku u Centru za interdisciplinarna istraživanja i proučavanja u astrofizici na Univerzitetu Nortvestern (Northwestern University).
WD 1856b napravi jedan pun krug oko mrtve zvezde na svaka 34 sata i udaljena je manje od 2 miliona milja (3 miliona kilometara) od svog domaćina.
Kada masivna zvezda nalik Suncu iscrpi vodonično gorivo u svom jezgru, ona se proširi na više od 100 puta u odnosu na svoju prvobitnu veličinu pre nego što se uruši u gustog belog patuljka. S obzirom na veliku blizinu WD 1856b svojoj zvezdi – 50 puta je bliže nego što je Zemlja Suncu – astronomi nisu bili sigurni kako je planeta preživela uništenje svog domaćina.
Kako bi rekonstruisali neverovatno putovanje i opstanak planete WD 1856b, O’Konor i njegove kolege koristili su svemirski teleskop Džejms Veb (James Webb) da bi snimili najnovije prizore ove planete i izmerili njenu atmosferu, masu i temperaturu. Gotovo svako otkriće do kog je tim došao bilo je neočekivano – i ukazivalo je na to da ogromne planete mogu preživeti smrt svojih zvezda na načine koji su se ranije smatrali nemogućim.
Čudnovata planeta
Uska orbita planete i nesrazmerne relativne veličine, WD 1856b i njene zvezde podstakli su O’Konora i njegove kolege na dalja istraživanja.
„Za teorijskog astrofizičara, pronalazak čudnog objekta koji se nalazi tamo gde ‘ne bi trebalo da bude’ deluje pomalo kao poziv od samog univerzuma da bude kreativan u potrazi za objašnjenjem“, napisao je O’Konor u imejlu.
Međutim, posmatranja pomoću Veba bila su izazovna. Tim je imao ograničene prilike da posmatra tranzit, odnosno pad svetlosti zvezde dok planeta prolazi ispred nje. Mrtvi beli patuljci su znatno bleđi od uobičajenih zvezda oko kojih kruže planete koje Veb inače posmatra, rekla je koautorka studije Viktorija Boem (Victoria Boehm), studentkinja postdiplomskih studija na Odeljenju za astronomiju Univerziteta Kornel (Cornell).
„Da bi stvari bile još teže, tranzit planete traje samo 8 minuta, pa to bukvalno znači ‘ako trepneš, propustićeš’“, navela je Boem u saopštenju. „Prikupiti dovoljno svetlosti da se vidi spektar planete WD 1856b, a istovremeno to učiniti dovoljno brzo da se ne propusti tranzit, nešto je što samo Veb može da uradi.“
Ipak, spektar, odnosno podaci zabeleženi dok je svetlost zvezde prolazila kroz atmosferu planete, otkrio je ranije nepoznate informacije o WD 1856b.
Tim je utvrdio da je masa ove planete između četiri i 11 puta veća od mase Jupitera.
Infracrvena svetlost koju emituje WD 1856b sugeriše da planeta ima temperaturu od oko 260 stepeni Farenhajta (127 stepeni Celzijusa), što je za oko 240 stepeni Farenhajta toplije nego kada bi je grejala isključivo mrtva zvezda.
„To je zapravo bilo ono što nas je usmerilo ka otkrivanju istorije ove planete na osnovu naših podataka“, rekao je O’Konor.
Zanimljiva migracija
Tim je kombinovao nova merenja sa modelima o tome kako se džinovske planete poput Jupitera i Saturna hlade tokom vremena, što se dešava predvidljivom brzinom uslovljenom njihovom masom.
Rezultati su pokazali da je planeta prvobitno kružila oko zvezde sa bezbednije i mnogo veće udaljenosti. Međutim, WD 1856b se zagrejala dok je migrirala ka unutrašnjosti nakon što je zvezda umrla.
Istraživači imaju dve suprotstavljene teorije o tome kako je WD 1856b završila u svojoj trenutnoj, uskoj orbiti.
„Model gutanja“ sugeriše da je planeta zapravo bila progutana od svoje zvezde dok se ona širila pre smrti, ali je uspela da preživi, objasnio je O’Konor.
Sa druge strane, „model gravitacione interakcije“ predlaže da je WD 1856b izbegla smrtne trzaje zvezde, ali da je gravitacioni uticaj drugih objekata u sistemu gurnuo planetu bliže belom patuljku, dodao je on.
„U obe situacije postoji razlog za pretpostavku da bi se planeta zagrejala iznutra kao nusprodukt ovog nasilnog procesa migracije“, rekao je O’Konor.
„U prvom scenariju, očekivali bismo da su se migracija i zagrevanje dogodili istovremeno sa smrću zvezde domaćina, odnosno pre oko šest milijardi godina. U drugom scenariju, to može da se desi milijardama godina kasnije usled haosa gravitacionih interakcija“, kazao je.
Čini se da podaci ovog tima ukazuju na to da se zagrevanje planete dogodilo pre oko milijardu godina, što bi moglo da isključi mogućnost gutanja – baš kao i Vebov spektar, koji je uhvatio naznake o hemijskom sastavu planete.
„Videli smo jasne tragove sitnih čestica oblaka i ugljovodonika, najverovatnije metana, što je prvi put da smo primetili atmosferu na planeti koja prolazi pored mrtve zvezde“, rekla je Boem. „Nedavno smo posmatrali još četiri tranzita planete WD 1856b pomoću Veba kako bismo dublje proučili njenu atmosfersku hemiju, i jedva čekamo da vidimo rezultate“, dodala je.
Obilje metana predstavlja još jedan dokaz da planeta nije prošla kroz proces gutanja tokom faze crvenog džina, jer bi to razredilo količinu ovog gasa dok bi planeta prikupljala vodonik sa zvezde, naveo je glavni autor dr Rajan Mekdonald (Ryan MacDonald), predavač o ekstrasolarnim planetama na Univerzitetu u Sent Endrusu (St. Andrews) u Škotskoj.
Dr Kerolajn Morli (Caroline Morley), vanredna profesorka na Odeljenju za astronomiju na Univerzitetu Teksas u Ostinu (University of Texas at Austin), izjavila je da neslaganja u izvedenim rezultatima temperature između ove nove studije, koja sugeriše da je planeta prilično topla, i prethodnih istraživanja čiji je ona koautor, koja su identifikovala planetu kao znatno hladniju, teraju na razmišljanje.
Morli nije učestvovala u novoj studiji.
„Postoje razlozi za skepticizam povodom zaključka da je planeta bila ‘ponovo zagrejana’ tokom evolucije zvezde“, napisala je Morli u imejlu. „Mislim da preliminarno otkriće metana deluje uverljivo, a detekcija oblaka i/ili izmaglice je solidna. Na ovoj temperaturi, najbolja početna pretpostavka o tome koji su ‘aerosoli’ prisutni jesu vodeni oblaci, koji se formiraju i postaju prilično gusti na ovim temperaturama.“
Iako detekcija atmosferskog metana nije bila iznenađujuća, količina tog gasa je bila veća nego što bi se moglo predvideti, rekao je dr Ijan Krosfild (Ian Crossfield), vanredni profesor fizike i astronomije na Univerzitetu u Kanzasu. Krosfild nije učestvovao u novoj studiji, ali je bio deo tima koji je otkrio WD 1856b 2020. godine.
„Zaključci o migraciji planete u njenu današnju orbitu su provokativni, mada će verovatno biti potrebno dodatno istraživanje pre donošenja čvrstih zaključaka“, napisao je Krosfild u imejlu. „Ovaj rad pokazuje kako Vebova najznačajnija planetarna opažanja nastavljaju da budu ona koja se odnose na gasovite divove – analogne našem Jupiteru ili Saturnu – čak i kada je zvezda oko koje kruže odavno mrtva.“
Sudbina našeg Sunčevog sistema
Sistem WD 1856 deluje kao uvid u ono što bi moglo da se dogodi u našem Sunčevom sistemu.
Poput zvezde oko koje kruži WD 1856b, naše Sunce će za oko 5 milijardi godina nabubriti u crvenog džina, gutajući najbliže planete poput Merkura i Venere. Zemljina orbita je stavlja tačno na ivicu ove buduće „opasne zone“, primetio je O’Konor, pa sudbina naše planete ostaje nejasna.
Ipak, umesto da dožive brzi kraj, džinovske planete u našem Sunčevom sistemu bi mogle da opstanu i nastave da evoluiraju milijardama godina. Očekuje se da sistem WD 1856 ostane u svom trenutnom stanju bilionima godina, napomenuo je O’Konor.
„Naši rezultati pokazuju da smrt zvezde nije kraj – neke planete iskuse živopisnu i dinamičnu budućnost nakon smrti svoje zvezde“, istakao je Mekdonald.
Kako Sunce bude prelazilo u fazu belog patuljka otprilike milijardu godina nakon završetka faze crvenog džina, ostale planete u našem Sunčevom sistemu nastaviće da kruže oko mrtve zvezde.
„Očekujemo da će se preživele planete postepeno udaljavati od Sunca sve dok ne dosegnu orbitu koja je približno dvostruko veća od njihove trenutne udaljenosti“, napisao je O’Konor. „Međutim, možda bismo trebali razmisliti o tome da li bi njihove orbite mogle da se promene dramatičnije, što bi dovelo do toga da jedna od njih migrira ka solarnom belom patuljku isto onoliko blizu koliko je WD 1856 b danas“, dodao je.
Još uvek nema komentara.