Co się stanie z Ziemią, gdy Słońce umrze? Znalezienie egzoplanet wokół białych karłów może pomóc odpowiedzieć na to pytanie – a naukowcy właśnie odkryli potencjalną olbrzymią planetę wokół pobliskiego białego karła.
Na końcu Układu Słonecznego
Gdy Słońce wyczerpie zapasy wodoru w jądrze, jego wnętrze przejdzie serię przemian, które przekształcą rodzimą gwiazdę w chłodnego i pulchnego czerwonego olbrzyma. Ostatecznie Słońce zrzuci swoje zewnętrzne warstwy i pozostawi po sobie palącą, skrystalizowaną pozostałość wielkości Ziemi, zwaną białym karłem. Pozostaje kwestią otwartą, jak planety w naszym Układzie Słonecznym zniosą te zmiany, choć eksperci są zgodni co do tego, że Merkury i Wenus zostaną pochłonięte przez rozszerzającą się gwiazdę.
Jednym ze sposobów na znalezienie odpowiedzi na to pytanie jest badanie układów planetarnych krążących wokół białych karłów. Może to pomóc ustalić odległości, na których planety krążące wokół czerwonego olbrzyma są bezpieczne, a także to, czy jakiekolwiek planety zmieniają się lub migrują w wyniku ewolucji ich gwiazdy macierzystej. W przeszłości wykrywanie egzoplanet wokół białych karłów było wyzwaniem – ale na szczęście Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) znacznie ułatwia to zadanie.
Odkrywanie egzoplanet za pomocą MEOW
Przegląd MIRI Exoplanets Orbiting White dwarfs (MEOW) jest jednym z kilku badań wykorzystujących czułe instrumenty JWST pracujące w podczerwieni do poszukiwania planet wokół białych karłów. W niedawno opublikowanym artykule zespół kierowany przez Mary Anne Limbach (Uniwersytet Michigan) przedstawił wczesne wyniki badań MEOW, koncentrując się na kandydatce na planetę wokół pobliskiego białego karła – WD 0310-688.
Przegląd ma na celu odkrycie egzoplanet białego karła poprzez obrazowanie bezpośrednie lub wykrycie nadmiaru podczerwieni – nieoczekiwanie dużego strumienia w podczerwieni, który wskazuje na obecność obiektu chłodniejszego niż biały karzeł, takiego jak planeta. Limbach i współautorzy wykryli nadmiar promieniowania podczerwonego wokół WD 0310-688, który najłatwiej wyjaśnić obecnością zimnej (248 K) planety towarzyszącej o masie około trzech mas Jowisza. Co ciekawe, obserwacje umieszczają tę potencjalną planetę w odległości od 0,1 do 2 jednostek astronomicznych (j.a.) od białego karła – mimo że uważa się, że planety znajdujące się w odległości do dwóch jednostek ulegają zniszczeniu, gdy ich gwiazdy stają się czerwonymi olbrzymami. Może to sugerować, że planeta migrowała do swojej obecnej lokalizacji po przejściu gwiazdy macierzystej w fazę czerwonego olbrzyma.
Rozważania nad kandydatami
Naukowcy odkryli już kilka egzoplanet wokół białych karłów – co zatem sprawia, że to właśnie odkrycie jest wyjątkowe? WD 0310-688 znajduje się zaledwie 34 lata świetlne od nas, co czyni go najbliższym białym karłem z kandydatką na planetę, a żadna planeta nigdy nie została odkryta w odległości 0,1–2 j.a. od białego karła. Co więcej, jest to pierwsza planeta wokół jakiegokolwiek typu gwiazdy, która została odkryta dzięki obserwacjom w podczerwieni.
Autorzy zastrzegli jednak, że planeta nie jest jedynym możliwym wyjaśnieniem obserwowanego nadmiaru podczerwieni; może być nią również mały, zimny dysk złożony z kosmicznych szczątków. Jeżeli obiekt jest dyskiem, byłby to jeden z najzimniejszych dysków, jakie kiedykolwiek znaleziono wokół białego karła, co czyni tę możliwość intrygującą samą w sobie.
Aby rozróżnić hipotezę olbrzymiej planety od hipotezy zimnego dysku, potrzebne są dalsze badania spektroskopowe. Cechy widmowe powszechnie spotykane w atmosferach egzoplanet przemawiałyby za prawdziwością hipotezy olbrzymiej planety, podczas gdy cechy krzemianowe wskazywałyby na dysk szczątków. Przyszłe prace powinny naświetlić naturę tej kandydatki na planetę, a także przynieść nam nowe wyniki z przeglądu MEOW.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Discovery of Nearest Candidate Exoplanet Orbiting a White Dwarf
- The MIRI Exoplanets Orbiting White dwarfs (MEOW) Survey: Mid-infrared Excess Reveals a Giant Planet Candidate around a Nearby White Dwarf
Źródło: AAS
Na ilustracji: Biały karzeł WD 0310-688, pokazany na zdjęciu z JWST, jest najbliższym białym karłem z kandydatką na egzoplanetę. Źródło: Limbach i inni, 2024
