Stary biały karzeł z pierścieniami - rewolucja w ewolucji gwiazd?

Naukowcy współpracujący z astronomami amatorami w ramach kontrowersyjnego projektu NASA znaleźli bardzo starego białego karła otoczonego pierścieniami pyłowymi. Czy dzięki temu lepiej zrozumiemy, jak tworzą się takie układy?

Biały karzeł nosi nazwę LSPM J0207+3331 (w skrócie: J0207) i leży około 145 lat świetlnych od Ziemi, w granicach konstelacji Koziorożca. Jego wiek oszacowano na około trzy miliardy lat. Najciekawsze są jednak jego... pierścienie. Satelita NASA WISE odkrył wokół tej gwiazdy silną i charakterystyczną nadwyżkę promieniowania w podczerwieni. To znak, że J0207 towarzyszą dyski pyłowe.

Nie jest to pierwszy znany karzeł okrążany przez pierścienie pyłu, ale zdecydowanie najstarszy i najchłodniejszy ze dotąd wykrytych. Gwiazda ta jest na tyle stara, że cokolwiek odpowiada w jej przypadku za stały napływ materii formującej pyłowe pierścienie, musi działać od miliardów lat. Jednak większość modeli naukowych próbujących wyjaśniać powstawanie takich pierścieni wokół białych karłów funkcjonuje jedynie w skali rzędu stu milionów lat. Innymi słowy – gwiazda ta rzuca duże wyzwanie naszym dotychczasowym założeniom na temat ewolucji układów planetarnych.

Tradycyjny scenariusz rozwoju pierścieni wokół białego karła zaczyna się, zanim jeszcze gwiazda stanie się białym karłem. Gdy gwiazda ciągu głównego – podoba do Słońca – wyczerpie do końca swe paliwo jądrowe, zaczyna szybko pęcznieć. Giną wówczas jej najbliższe planety i drobne ciała, takie jak planetoidy. Z kolei dalsze planety i inne ciała oddają się od niej – po tym, jak jej silne kiedyś pole grawitacyjne osłabnie. W centrum dawnej gwiazdy zostaje wówczas jej ogołocone z większości materii jądro.

To właśnie biały karzeł. Obiekt bardzo gorący i gęsty, w którym jednak proces fuzji jądrowej już się zatrzymał. Taka gwiazda więcej już nie zaświeci. Odtąd stopniowo ochładza się przez kolejne miliardy lat. Z czasem może stać się tak zwanym czarnym karłem.

Ale zaburzenia w polu grawitacyjnym wynikłe z istnienia oddalających się od gwiazdy planet zewnętrznych mogą kierować niektóre asteroidy i komety w stronę białego karła, gdzie są one rozrywane przez siły pływowe. Tak właśnie zdaniem naukowców rodzą się pierścienie wokół tego typu gwiazd. Ale pierścienie białych karłów nie są wieczne. Karzeł ściąga je z czasem na siebie i pochłania (podobnie robi zresztą nasz Saturn).

Astronomowie uważali więc powszechnie do niedawna, że bardzo stare białe karły powinny były zniszczyć swe pierścienie – i to dawno temu. Odkrycie nienaruszonego układu pierścieni wokół starej gwiazdy J0207 wymaga jednak przemyślenia i zweryfikowania tych założeń. To ciekawe – ostatecznie także nasz Układ Słoneczny wejdzie w podobną fazę ewolucji już za około pięć miliardów lat.

Warto dodać, że to nietypowe odkrycie pojawiło się nieco przypadkiem, jako efekt uboczny prowadzonego pod nadzorem NASA projektu Backyard Worlds: Planet 9. Jak sama nazwa wskazuje, program ten polega w dużej mierze na poszukiwaniach hipotetycznej dziewiątej planety, jaka zdaniem niektórych może czaić się na obrzeżach Układu Słonecznego. W odkryciu miała swój dział amatorka Melina Thévenot, która jako pierwsza zauważyła ciekawą anomalię występującą w podczerwieni w danych Gaia.

Czytaj więcej: