Astronomowie z University of Warwick w Coventry odkryli fragmenty planet, które przetrwały śmierć swojej gwiazdy macierzystej – odnaleziono je w dysku szczątków powstałych ze zniszczonych planet, które gwiazda ostatecznie pochłonie.
Planetozymal bogaty w żelazo i nikiel przetrwał zagładę całego układu po śmierci gwiazdy macierzystej, SDSS J122859.93+104032.9. Uważa się, że był kiedyś częścią większej planety a jego przetrwanie jest tym bardziej zdumiewające, że krąży bliżej gwiazdy, niż wcześniej uznawano za możliwe, obiegając ją w czasie dwóch godzin.
Naukowcy po raz pierwszy wykorzystali spektroskopię do odkrycia ciała stałego znajdującego się na orbicie wokół białego karła, wykorzystując subtelne zmiany emitowanego światła do identyfikacji dodatkowego gazu generowanego przez planetozymal. Za pomocą Gran Telescopio Canarias na La Palma badali dysk szczątków orbitujący wokół białego karła oddalonego od nas o 410 lat świetlnych, a utworzonego przez rozerwanie ciał skalistych złożonych z takich pierwiastków, jak żelazo, magnez, krzem i tlen – cztery kluczowe pierwiastki budulcowe Ziemi i najbardziej skalistych ciał niebieskich. Wewnątrz tego dysku odkryli pierścień gazu wypływający z ciała stałego niczym ogon komety. Gaz ten może być albo wytwarzany przez samo ciało, albo przez odparowanie pyłu, gdy zderza się on z drobnymi odpadkami wewnątrz dysku.
Zgodnie z szacunkami astronomów, minimalna średnica obiektu to kilometr – ale może ona wynosić nawet kilkanaście kilometrów, tyle co największych planetoid znanych w Układzie Słonecznym.
Białe karły to pozostałości gwiazd, takich jak nasze Słońce, które spaliły całe swoje paliwo i zrzuciły zewnętrzne warstwy; pozostaje tylko gęste jądro, które z czasem powoli schładza się. Dowody sugerują, że planetozymal był kiedyś częścią większego ciała znajdującego się dalej w układzie planetarnym – planety, która uległa rozerwaniu, gdy gwiazda rozpoczęła proces ochładzania się.
Doktor Christopher Manser powiedział: Gdy gwiazdy się starzeją, stają się czerwonymi olbrzymami, które „oczyszczają” większość wewnętrznej części swojego układu planetarnego. W naszym Układzie Słonecznym Słońce rozszerzy się do miejsca, w którym obecnie krąży Ziemia, i zniszczy Merkurego, Wenus i Ziemię. Mars i pozostałe planety przetrwają i oddalą się na większe orbity.
W świecie naukowym panuje zgoda co do tego, że za 5–6 miliardów lat nasz Układ Słoneczny będzie posiadał białego karła zamiast Słońca, wokół którego będą krążyć planety zewnętrzne, planetoidy i komety. Oddziaływania grawitacyjne w takich pozostałościach układów planetarnych mogą skutkować tym, że większe planety mogą łatwo wytrącać mniejsze ciała na orbity, które zbliżają je do białego karła, gdzie zostaną zniszczone przez ogromną grawitację.
Naszym odkryciem jest drugi, lity planetozymal, znajdujący się na ciasnej orbicie wokół białego karła. Poprzedni znaleziono, ponieważ szczątki przechodzące przed gwiazdą blokowały część jej światła. To powszechnie stosowana „metoda tranzytowa” egzoplanet wokół gwiazd podobnych do Słońca. Aby znaleźć takie tranzyty, geometria, pod którą je oglądamy, musi być bardzo precyzyjnie dostrojona, co oznacza, że każdy układ obserwowany przez kilka godzin w większości nie prowadzi do niczego. Metoda spektroskopowa, którą opracowaliśmy w tym badaniu, może wykryć zbliżające się planetozymale bez potrzeby specyficznego dopasowania. Wiemy już o kilku innych układach z gruzowymi dyskami bardzo podobnymi do SDSS J122859.93+104032.9, które będziemy dalej badać. Jesteśmy przekonani, że odkryjemy dodatkowe planetozymale krążące wokół białych karłów, które pozwolą nam dowiedzieć się więcej o ich ogólnych właściwościach – wyjaśnia dr Manser.
Więcej:
Heavy metal planet fragment survives destruction from dead star
A planetesimal orbiting within the debris disc around a white dwarf star
Źródło: University of Warwick
Opracowanie: Agnieszka Nowak