Przejdź do treści

Wygnana planeta połączona z gwiezdnym przelotem 3 miliony lat temu

img

Niektóre z osobliwych aspektów naszego Układu Słonecznego – otaczający go obłok komet, planety karłowate na dziwnych orbitach i, jeżeli rzeczywiście istnieje, przypuszczalna dziewiąta planeta, krążąca daleko od Słońca – zostały powiązane z bliskim przejściem innej gwiazdy w naszym układzie niemowlęcym, która wszystko to bezładnie rozrzuciła.

Ale czy gwiezdne przeloty naprawdę potrafią potrącać planety, komety i asteroidy, zmieniając całe układy planetarne? Astronomowie z Uniwersytetu w Berkeley i Uniwersytetu Stanforda uważają, że znaleźli tego oznaki.

Orbita planety okrążającej młodą gwiazdę podwójną mogła ulec zakłóceniu przez inną parę gwiazd, która prześlizgnęła się zbyt blisko układu między 2 a 3 miliony lat temu, wkrótce po tym, jak planeta uformowała się z wirującego dysku gazu i pyłu.

Jeżeli ta koncepcja się potwierdzi, wzmocni to argumenty, że bliskie zaginione gwiazdy pomagają rzeźbić układy planetarne i mogą decydować o tym, czy będą one posiadać stabilne orbity.

Jedną z tajemnic napotykanych przy badaniu planet pozasłonecznych jest to, że widzimy układy, w których planety nie są ustawione w jednej płaszczyźnie, mimo że rodzą się w płaskim, okrągłym dysku. Może kosmiczne tsunami uderzyło w te układy i przestawiło wszystkie ich składniki? Nie mieliśmy na to dowodów. Nasza praca dostarcza rzadkich dowodów obserwacyjnych na jeden z przelotów, które delikatnie wpływają na jeden z układów planetarnych w Galaktyce – mówi Paul Kalas, adiunkt na Uniwersytecie w Berkeley, profesor astronomii.

Astronomowie już szukają śladu gwiezdnego przelotu w przeszłości naszego Układu Słonecznego, ale jeżeli nastąpiło to 4,6 miliarda lat temu, większość dowodów przepadła. Układ gwiezdny, który badali astronomowie, identyfikowany jedynie numerem HD 106906, znajduje się w odległości zaledwie trzystu lat świetlnych od Ziemi w kierunku konstelacji Krzyża Południa i jest bardzo młody – ma tylko około piętnastu milionów lat.

Kalas, który bada młode, nowo utworzone układy planetarne, aby spróbować zrozumieć, co działo się we wczesnych latach istnienia Układu Słonecznego, skupił się na układzie HD 106906 w 2015 roku, gdy odkryto, że posiada on masywną planetę na bardzo niezwykłej orbicie. Planeta, nazwana HD 106906 b, ma masę około 11 Jowiszy i krąży wokół HD 106906 – ostatnio odkryto, że jest to gwiazda podwójna – po orbicie nachylonej pod kątem około 21 stopni do płaszczyzny dysku, która zawiera całą pozostałą materię zgromadzoną dookoła gwiazdy. Jej obecna odległość od gwiazdy to co najmniej 738 razy dalej niż w przypadku układu Ziemia–Słońce, czyli około osiemnastu razy dalej, niż znajduje się Pluton od Słońca.

Kalas wykorzystał zarówno instrument Gemini Planet Imager na teleskopie Gemini w chilijskich Andach, jak i Kosmiczny Teleskop Hubble’a, aby przyjrzeć się z bliska HD 106906 – i odkrył, że gwiazda ma również nachylony pas komet. Dziwna orbita planety i fakt, że sam dysk pyłowy jest asymetryczny, wskazywały, że coś zakłóciło młody układ.

Kalas i jego koledzy zasugerowali, że planeta została wyrzucona ze swojego układu słonecznego przez interakcję z inną, niewidoczną jeszcze planetą w układzie, lub z przelatującą w pobliżu gwiazdę. Astronomowie uważają, że planeta została wyrzucona na ekscentryczną orbitę, gdy niebezpiecznie zbliżyła się do centralnej gwiazdy podwójnej – scenariusz zaproponowany w 2017 roku przez Laetitię Rodet i jej współpracowników z Obserwatorium Grenoble. Powtarzające się grawitacyjne kopnięcia z układu podwójnego szybko wyrzuciłyby planetę w przestrzeń międzygwiazdową, ale przechodzące w pobliżu gwiazdy uratowały ją, popychając jej orbitę na bezpieczniejszą odległość od gwiazdy podwójnej.

Obserwatorium kosmiczne Gaia przekazało badaczom dane potrzebne do przetestowania ich hipotezy. Gaia wykonuje precyzyjne pomiary odległości, pozycji i ruchu dla 1,3 miliarda gwiazd Drogi Mlecznej – do katalogu 100 000 razy większego niż jego poprzednik, Hipparcos.

Kalas i jego zespół zebrali informacje z obserwatorium Gaia na temat 461 gwiazd znajdujących się w tej samej gromadzie, co HD 106906, wstecznie obliczyli ich pozycje – i odkryli, że inny układ podwójny trzy miliony lat temu zbliżył się do tej gwiazdy na tyle, aby zmienić układ planetarny.

Astronomowie odkryli również, że gwiazda podwójna podeszła na trajektorii w odległości około 5 stopni od dysku układu, co czyni jeszcze bardziej prawdopodobnym, że spotkanie to miało silny i trwały wpływ na HD 106906. 

Takie podwójne kopnięcia mogą być ważne dla stabilizacji planet, asteroid i komet wokół gwiazd – powiedział Kalas. Badanie układu planetarnego HD 106906 przypomina cofanie się w czasie, aby obserwować Obłok Oorta, który tworzy się wokół naszego młodego Słońca. Nasze własne gazowe olbrzymy kopały grawitacyjnie niezliczone komety na duże odległości. Wiele z nich zostało całkowicie wyrzuconych z Układu Słonecznego i stały się obiektami międzygwiezdnymi, takimi jak Oumuamua, ale na inne wpływ miały przechodzące w pobliżu gwiazdy. Przejście gwiazdy może np. uniemożliwić komecie dalsze spotkania z planetami, ale też uchronić ją przed wyrzuceniem z układu. Ten łańcuch wydarzeń zachował przez miliardy lat najbardziej pierwotną materię Układu Słonecznego w głębokim zamrożeniu z dala od Słońca – dodaje badacz.

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Więcej:
Exiled planet linked to stellar flyby 3 million years ago

Źródło: Uniwersytet Berkeley

Na zdjęciu: Dwie gwiazdy podwójne, teraz od siebie odległe, prześlizgnęły się obok siebie 2-3 mln lat temu, pozostawiając po sobie nieuporządkowany układ planetarny.

Reklama