Fragment planety, który przetrwał śmierć swojej gwiazdy macierzystej

Fragment planety krąży wokół gwiazdy SDSS J122859.93+104032.9 pozostawiając za sobą ogon gazu. Źródło: University of Warwick/Mark Garlick

Fragment planety, który przetrwał śmierć swojej gwiazdy macierzystej został odkryty przez astronomów z Uniwersytetu w Warwick w dysku odłamków, który powstał ze zniszczonej planety, a który stopniowo pożera pozostały po gwieździe biały karzeł.

Bogaty w żelazo i nikiel planetezymal przetrwał kataklizm, jakim była śmierć gwiazdy macierzystej układu SDSS J122859.93+104032.9. Planetezymal, który według naukowców kiedyś stanowił fragment większej planety przetrwał kataklizm mimo, że krąży bliżej swojej gwiazdy niż uważano to za możliwe – okrąża ją w zaledwie dwie godziny.

Odkrycie opisane w periodyku Science stanowi pierwszy przypadek odkrycia przez naukowców stałego ciała krążącego wokół białego karła za pomocą spektroskopii, przy wykorzystaniu delikatnych odchyleń emitowanego światła, które pozwoliło zidentyfikować dodatkowy gaz uwalniany przez planetezymal.

Wykorzystując Gran Telescopio Canarias (GTC) w La Palma, naukowcy badali dysk odłamków krążący wokół białego karła oddalonego od nas o 410 lat świetlnych, utworzony wskutek rozerwania obiektów skalistych składających się z żelaza, magnezu, krzemu i tlenu – czterech głównych składników Ziemi i większości innych ciał skalistych. W dysku badacze odkryli pierścień gazu emitowany przez ciało stałe, przypominający warkocz kometarny. Ten gaz może być generowany przez samo ciało lub przez odparowanie pyłu wskutek zderzeń z małymi odłamkami w dysku.

Astronomowie szacują, że obiekt musi mieć co najmniej kilometr średnicy, ale równie dobrze może mieć kilkaset kilometrów i dorównywać największym planetoidom Układu Słonecznego.

Białe karły stanowią pozostałość po gwiazdach takich jak nasze Słońce, ale takich, które zużyły już całe swoje paliwo i odrzuciły swoje zewnętrzne warstwy pozostawiając po sobie tylko gęste jądro, które z czasem stopniowo się ochładza. Ta konkretna gwiazda skurczyła się na tyle, że orbita planetezymal znajduje się wewnątrz promienia pierwotnej gwiazdy. Dowody wskazują, że był on kiedyś fragmentem większego ciała krążącego na rozleglejszej orbicie w tym układzie planetarnym i może być fragmentem planety rozerwanej gdy gwiazda rozpoczęła swój proces ochładzania.

Główny autor opracowania dr Christopher Manser, badacz z Wydziału Fizyki dodaje: “Gwiazda wcześniej miała masę około dwóch mas Słońca, ale teraz biały karzeł ma masę jedynie około 70% masy Słońca. Co więcej jest on także bardzo mały – rozmiarami przypomina Ziemię – a zatem bardzo gęsty”.

“Grawitacja białego karła jest tak silna – około 100 000 razy silniejsza od Ziemi – że typowa planetoida zostanie rozerwana przez oddziaływania grawitacyjne jeżeli za bardzo zbliży się do białego karła”.

Prof. Boris Gaensicke, współautor opracowania dodaje: “Planetezymal, który odkryliśmy znajduje się głęboko w studni grawitacyjnej białego karła, znacznie bliżej niż sądziliśmy, że da się odkryć cokolwiek. Jedynym możliwym wytłumaczeniem jest to, że musi to być bardzo gęsty obiekt, dlatego też sądzimy, że składa się on w dużej mierze z żelaza i niklu”.

“Gdyby był to obiekt z czystego żelaza, także mógłby przetrwać w miejscu, w którym się znajduje, ale równie dobrze mógłby to być obiekt bogaty w żelazo, ale z wewnętrzną siłą utrzymującą go w całości, co pasuje do teorii mówiącej, że jest to planetezymal będący masywnym fragmentem jądra planetarnego. Jeżeli to prawda, to pierwotna planeta miała co najmniej kilkaset kilometrów średnicy, bowiem dopiero przy takich rozmiarach struktura obiektów ulega dyferencjacji, a cięższe pierwiastki w jego wnętrzu opadają do środka, tworząc tam metaliczne jądro”.

Odkrycie to mówi nam wiele o tym jakie planety mogą znajdować się w innych układach planetarnych, oraz jaka przyszłość może czekać także naszą planetę.

Dr Christopher Manser dodaje: “Gdy gwiazdy się starzeją, przechodzą w stadium czerwonego olbrzyma, który ‘oczyszcza’ znaczną część wewnętrznej części układu planetarnego. W naszym Układzie Słonecznym Słońce rozszerzy się aż do obecnej orbity Ziemi usuwając przy tym Ziemię, Merkurego i Wenus. Mars i dalsze planety przetrwają i odsuną się nieznacznie od Słońca.

“Panuje ogólna zgoda co do tego, że za 5-6 miliardów lat, nasz Układ Słoneczny będzie składał się z białego karła w miejscu Słońca, wokół którego będą krążyły Mars, Jowisz, Saturn, planety zewnętrzne, oraz planetoidy i komety. Grawitacyjne interakcje prawdopodobnie będą zachodziły w takiej pozostałości po układzie planetarnym, co oznacza, że większe planety będą z łatwością wrzucały mniejsze ciała na orbity, na których będą one zbliżały się do białego karła, gdzie ulegną rozerwaniu przez jego silną grawitację”.

“Poznanie masy planetoid lub fragmentów planet, które mogą zbliżyć się do białego karła może powiedzieć nam coś o planetach, które muszą znajdować się dalej w tym układzie planetarnym, a których obecnie nie potrafimy wykryć”.

Źródło: University of Warwick

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.