Gdy gwiazda podobna do naszego Słońca kończy życie, rozszerza się tak, że pochłania planety ją okrążające. Astronomowie odkryli jednak planetę, która przetrwała tę fazę rozwoju swojej macierzystej gwiazdy.
Kiedy nasze Słońce osiągnie koniec swojego życia, rozszerzy się do stukrotności swojego obecnego rozmiaru, zagrażając Ziemi. Wiele planet w innych układach słonecznych czeka podobna zagłada w miarę starzenia się ich gwiazd macierzystych. Astronomowie z University of Hawaiʻi Institute for Astronomy (IfA) dokonali niezwykłego odkrycia planety, która przetrwała po tym, co powinno być pewną śmiercią „z rąk” jej słońca. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Nature”.
Egzoplaneta 8 UMi b, znana oficjalnie jako Halla, jest podobna do Jowisza i krąży wokół czerwonego olbrzyma Baekdu (8 UMi) w odległości, która stanowi zaledwie połowę odległości dzielącej Ziemię od Słońca. Badacze skorzystali z dwóch obserwatoriów – Kecka oraz Canada-France-Hawaiʻi Telescope (CFHT) – i odkryli, że Halla utrzymuje się na orbicie pomimo niebezpiecznej dla niej ewolucji Baekdu. Dzięki obserwacjom oscylacji gwiazdy Baekdu przy użyciu satelity TESS, astronomowie wykazali, że gwiazda spala hel w swoim jądrze, co świadczy o wcześniejszym ogromnym rozszerzeniu się w czerwonego olbrzyma.
Gwiazda powiększyłaby się do 1,5-krotności odległości orbitalnej planety, pochłaniając ją w tym procesie, zanim skurczyłaby się do obecnego rozmiaru w zaledwie jednej dziesiątej tej odległości.
Pochłonięcie planety ma katastrofalne konsekwencje albo dla planety, albo dla samej gwiazdy – albo dla obu – powiedział Marc Hon, główny autor badania. Halla zdołała przetrwać w bezpośrednim sąsiedztwie olbrzymiej gwiazdy, która w przeciwnym razie pochłonęłaby ją.
Obserwatoria Maunakea potwierdzają ocalałą
Halla została odkryta w 2015 roku przez zespół z Korei Południowej przy użyciu metody prędkości radialnych, która pozwala mierzyć okresowy ruch gwiazdy, wywołany grawitacyjnym przyciąganiem orbitującej planety. Po odkryciu, że gwiazda musiała być kiedyś większa niż orbita planety, zespół z IfA przeprowadził dodatkowe obserwacje w latach 2021–2022 przy użyciu spektrometru Echelle o wysokiej rozdzielczości zainstalowanego w Obserwatorium Kecka oraz instrumentu ESPaDOnS CFHT. Nowe dane jednoznacznie potwierdziły stabilność prawie kołowej orbity planety, trwającej 93 dni, przez ponad dekadę, a także wykazały, że ruch w przód i w tył musi być spowodowany przez tę planetę.
Obserwacje te potwierdziły istnienie planety, pozostawiając nas z fascynującym pytaniem, w jaki sposób udało się jej przetrwać – powiedział Daniel Huber, astronom z IfA, drugi autor badania. Obserwacje z wielu teleskopów na Maunakea były kluczowe w tym procesie.
Ucieczka przed pochłonięciem
Halla, położona zaledwie 0,46 jednostki astronomicznej od swojej gwiazdy, przypomina gorące planety podobne do Jowisza, które, jak się uważa, powstawały na większych orbitach, aby następnie migrować w kierunku wnętrza układu, zbliżając się do swoich gwiazd. Jednak w obliczu dynamicznego rozwoju gwiazdy macierzystej takie pochodzenie staje się mało prawdopodobnym powodem przetrwania Halli.
Inną teorią dotyczącą przetrwania planety jest ta, że nigdy nie była ona zagrożona przez pochłonięcie. Być może gwiazda macierzysta Baekdu, podobnie jak słynna planeta Tatooine z „Gwiezdnych Wojen”, mogła początkowo stanowić układ podwójny. Połączenie tych dwóch gwiazd prawdopodobnie uniemożliwiło którejś z nich dostatecznie dużą ekspansję, która mogłaby spowodować wchłonięcie planety.
Trzecia możliwość jest taka, że Halla jest względnym noworodkiem – gwałtowne zderzenie dwóch gwiazd wytworzyło obłok gazu, z którego uformowała się planeta. Innymi słowy, Halla może być niedawno narodzoną planetą drugiej generacji.
Większość gwiazd znajduje się w układach podwójnych, ale nie rozumiemy jeszcze w pełni, w jaki sposób mogą tworzyć się wokół nich planety – powiedział Hon. Dlatego jest prawdopodobne, że więcej planet może faktycznie istnieć wokół wysoko rozwiniętych gwiazd dzięki interakcjom układów podwójnych.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Hawaiʻi astronomers discover death-defying planet
- A close-in giant planet escapes engulfment by its star
Źródło: University of Hawaiʻi
Na ilustracji: Wizja artystyczna planet niszczonych przez puchnącą gwiazdę. Źródło: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko
