Przejdź do treści

Odkryto dużą planetę blisko białego karła

Biały karzeł z planetą

Astronomom udało się znaleźć układ zawierający białego karła i planetę taką Neptun, tylko krążąca bardzo blisko. Było to możliwe dzięki analizie danych z przeglądu SDSS oraz obserwacjom przy pomocy teleskopu VLT.

Badania zaczęły się od tego, że grupa kierowana przez Boriss Gänsickego z University of Warwick w Wielkiej Brytanii analizowała własności około 7000 białych karłów zaobserwowanych w ramach przeglądu nieba Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Jeden z białych karłów, oznaczony jako WDJ0914+1914, miał nietypowe własności, zdecydowanie wyróżniające go spośród pozostałych. Mianowicie wykryto u niego oznaki występowania kilku pierwiastków w ilościach, których wcześniej nie spotykano u białych karłów.

Naukowcy postanowili przebadać go dokładniej i wykonali obserwacje przy pomocy instrumentu X-shooter, zamontowanego na jednym z teleskopów VLT w Obserwatorium Paranal w Chile, należącym do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). Potwierdzono w ten sposób występowanie worodu, tlenu i siarki, związanych z białym karłem. W toku analizy danych okazało się też, że pierwiastki nie pochodzą od samego białego karła, a od planety, która może być podobna do Neptuna.

Wykryta ilość wodoru, tlenu i siarki jest na podobnym poziomie, jak w przypadku głębokich warstw atmosfer dużych planet lodowych, takich jak na przykład Neptun lub Uran. Być może mamy więc do czynienia z sytuacją, iż planeta krążąca blisko białego karła jest odzierana z atmosfery przez intensywne promieniowanie ultrafioletowe gwiazdy. Część materii jest tracona, a reszta skupia w dysku akreującym na białego karła. Na ilustracji przygotowanej przez ESO widzimy, że planetę tę można by nawet w pewnym sensie (wizualnie) porównać do komety z warkoczem.

Z modeli ewolucji gwiazd wiadomo, iż biały karzeł to końcowe stadium ewolucji gwiazd takich jak Słońce. Na głównym etapie swojego życia spalają wodór w jądrze, ale gdy wodorowe paliwo się wyczerpie, to później gwiazda puchnie i przechodzi do fazy czerwonego olbrzyma. W toku dalszej ewolucji czerwony olbrzym traci swoje zewnętrzne warstwy i pozostaje jego jądro - biały karzeł.

Problem w tym, że w fazie czerwonego olbrzyma gwiazda jest tak duża, że prawdopodobnie bliskie planety zostają przez nią wchłonięte. W Układzie Słonecznym taki los będzie czekał Merkurego, Wenus, a być może nawet Ziemię. Planety dalsze raczej powinny przetrwać, chociaż do tej pory astronomowie nie posiadali dowodów na istnienie dużej planety obok białego karła.

W przypadku systemu WDJ0914+1914 okres orbitalny planety to jedynie około 10 dni, a jej odległość od białego karła jest mniejsza niż 10 milionów kilometrów. Gdy weźmiemy pod uwagę, że rozmiary gwiazdy w fazie czerwonego olbrzyma są wielokrotnie większe od tej odległości, musimy przyjąć, że zanim gwiazda stała się białym karłem, planeta ta musiała być dużo dalej od niej. Jak więc przemigrowała do obecnej pozycji? Autorzy publikacji w "Nature" przypuszczają, że mógł to być efekt zaburzeń grawitacyjnych od innych planet w tym układzie, co by sugerowało że fazę czerwonego olbrzyma przetrwało więcej planet.

Ciekawostką jest, iż planeta jest przypuszczalnie co najmniej dwa razy większa niż biały karzeł (białe karły mają rozmiary porównywalne z Ziemią). Jest też raczej chłodna, a biały karzeł gorący (wyznaczona dla niego temperatura efektywna to 28 tysięcy stopni Celsjusza, czyli około pięć razy więcej niż w przypadku Słońca). Natomiast masa białego karła jest dużo większa niż masa planety.

Według obliczeń, do dysku wokół białego karła w każdej w sekundzie przepływa 3000 ton materii z atmosfery planety. Biały karzeł będzie stopniowo się ochładzał i tym samym intensywność jego promieniowania będzie maleć. Modele pokazują, że w ciągu 350 milionów lat utrata masy stanie się niewykrywalna. Do tej pory planet utraci 0,002 masy Jowisza (0,04 masy Neptuna), czyli niewielki ułamek swoje masy.

Więcej informacji:

 

Opracowanie: Krzysztof Czart

Źródło: ESO

 

Na ilustracji:

Ilustracja przedstawiająca białego karła WDJ0914+1914 wraz z planetą podobną do Neptuna. Ekstremalne promieniowanie ultrafioletowe białego karła powoduje odzieranie planety z atmosfery. Część materii ucieka, a reszta tworzy dysk akreujący na białego karła. Źródło: ESO/M. Kornmesser.