Przejdź do treści

Stary biały karzeł z pierścieniami - rewolucja w ewolucji gwiazd?

biały karzeł-pierścienie

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

Biały karzeł nosi nazwę LSPM J0207+3331 (w skrócie: J0207) i leży w odległości około 145 lat świetlnych od Ziemi, w granicach konstelacji Koziorożca. Jego wiek oszacowano na około 3 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 pyłowe dyski.

Nie jest to pierwszy znany karzeł okrążany przez pierścienie pyłu, ale jest on zdecydowanie najstarszym i najchłodniejszym ze wszystkich dotąd wykrytych. Gwiazda ta jest na tyle stara, że cokolwiek odpowiada w jej przypadku za stały napływ materii formującej pyłowe pierścienie, musi to aktywnie działać przez długie miliardy lat. Jednak większość modeli naukowych próbujących wyjaśniać powstawanie takich pierścieni wokół białych karłów “działa” jedynie w skalach czasowych rzędu 100 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 ta 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. Dalsze planety i inne ciała oddają się od niej z kolei - 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. Gwiazda ta 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 wówczas 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 5 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:


Źródło: NASA/AJL

Ilustracja: Możliwy wygląd nowo odkrytego białego karła i jego pierścieni. Źródło: NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger