Astronoomid on avastanud suure Neptuuni suuruse planeedi, mis tiirleb ümber valge kääbustähe. Planeet on tähest neli korda suurem ja valge kääbus hävitab planeeti aeglaselt: valge kääbuse kuumus aurustab planeedi atmosfäärist materjali, moodustades komeeditaolise saba.
Valge kääbus on selliste tähtede lõppseisund nagu meie Päike. Kuna Päikesesarnase tähe kütus saab otsa, laieneb see punaseks hiiglaseks. Selles faasis eraldub suur osa tähe massist kosmosesse. Pärast seda on järele jäänud kompaktne, suhteliselt lahe valge kääbus.
Valge kääbus on enamasti tähtede järgi kulutatud jõud. See on lõppseisundis, mitte ei lähe sama energia alla nagu vanasti. Kuid see on siiski piisavalt radiatiivne, et atmosfäär planeedilt eraldada. Ja just see juhtub tähega selles uuringus, mille nimi on WDJ0914 + 1914.
Valge kääbus oli selles uuringus 10 000 seas, mida küsitles Sloan Digital Sky Survey (SDSS.) Töötades Sloani andmetega, analüüsisid Warwicki astronoomid valgest kääbast pärit valgust. Peened, kuid tuvastatavad valguse variatsioonid tulid süsteemist, mis võimaldas astronoomidel tuvastada esinevad elemendid.
Nad tuvastasid pisikesi vesiniku, hapniku ja väävli naelu. Vesinik oli ebaharilik, kuna valged kääbused koosnevad enamasti hapnikust ja süsinikust ning hapnikku ja väävlit polnud sellises olukorras varem nähtud. Nad vaatasid lähemalt väga suure teleskoobiga (VLT) ja leidsid, et kolme elemendi kuju näitas, et WDJ0914 + 1914 ümber oli gaasirõngas.
"Sellist süsteemi pole kunagi varem nähtud ja mulle oli kohe selge, et see on ainulaadne täht."
Dr Boris Gaensicke, Warwicki ülikool.
Alguses arvasid teadlased, et näevad binaarset tähte.
Warwicki ülikoolist pärit dr Boris Gaensicke on ühe uuringu juhtiv autor. Oma pressiteates ütles ta: „Alguses arvasime, et see on kahekomponentne täht, mille kahe tähe vahel voolavast massist moodustub akretsioonkettaga. Kuid meie tähelepanekud näitavad, et see on üksainus valge kääbus, mille ümber on ketas, mis on umbes kümme korda suurem kui meie päike ja mis koosneb ainult vesinikust, hapnikust ja väävlist. Sellist süsteemi pole kunagi varem nähtud ja mulle oli kohe selge, et see on ainulaadne täht. ”
Pärast täiendavat analüüsi leidsid astronoomid, et valge kääbus kogub ketast hapnikku ja väävlit. Nad suutsid plaadi kompositsiooni ise analüüsida ja avastasid, et see sobib meie Päikesesüsteemi planeetide sügavamate kihtidega nagu Neptuun ja Uraan, mõlemad jäähiiglased.
Ehkki termotuumasüntees lõppes kaua aega tagasi, on valge kääbuse temperatuur endiselt umbes 28 000 kraadi. See kulutab piisavalt energiat nähtamatu planeedi pommitamiseks ja selle materjali aurustamiseks. Meeskonna arvutused näitavad, et iga sekundi järel kooritakse plaadile umbes 3000 tonni materjali.
Dr Gaensicke ütles: "Sellel tähel on planeet, mida me otseselt ei näe, kuid kuna täht on nii kuum, aurustab see planeedi ja me tuvastame atmosfääri, mida ta kaotab."
"See avastus on suur edasiminek, kuna viimase kahe aastakümne jooksul oli meil üha enam tõendeid, et planeedisüsteemid püsivad valge kääbuse staadiumis."
DR. BORIS GAENSICKE, WARWICKI ÜLIKOOL.
Kõik valged kääbused pole nii kuumad kui see. See tähendab, et tõenäoliselt ei ole võimalik tuvastada planeete, mis neid tiirlevad samal meetodil, kuid pole võimalik. Kuid neid peab olema rohkem. Tegelikult võib Linnuteel olla kuni 10 miljardit valget pöialpoissi. Kui suur osa neist on piisavalt kuumad, et planeedid nendega niimoodi suhelda saaksid, on lahtine küsimus.
"Võib olla palju jahedamaid valgeid kääbuseid, millel on planeedid, kuid millel puuduvad aurustumiseks vajalikud suure energiaga footonid, nii et me ei leiaks neid sama meetodiga," ütles dr Gaensicke. "Mõni neist planeetidest võib transiidimeetodi abil siiski tuvastatav olla, kui suure sünoptilise uuringu teleskoop läheb taevasse." (Selle teleskoobi võib ümber nimetada Vera Rubini uuringuteleskoobiks.)
Järjest enam on tõendeid selle kohta, et planeedid võivad ellu jääda oma tähe valge kääbuse faasis. See avastus lisab nendele tõenditele kaalu.
"See avastus on suur edasiminek, kuna viimase kahe aastakümne jooksul oli meil üha rohkem tõendeid selle kohta, et planeedisüsteemid püsivad valge kääbuse staadiumis," ütles dr. "Oleme näinud palju asteroide, komeete ja muid väikeseid planeediobjekte, kes löövad valgeid kääbuseid, ja nende sündmuste selgitamiseks on vaja suuremaid, planeedist masskehasid kaugemale viia. Tõestusmaterjali olemasolu tegeliku planeedi kohta, mis ise oli laiali hajutatud, on oluline samm. ”
Teise töö juhtautori dr Matthias R. Schreiberi sõnul on WDJ0914 + 1914 süsteem pilguheit tulevikku. "Teatud mõttes pakub WDJ0914 + 1914 meile pilgu meie enda päikesesüsteemi väga kaugesse tulevikku."
Lõpuks on meie Päikesel sama saatus kui sellel valgel kääbusel. Sellest saab punane hiiglane, laienev ja ümbritsev Merkuur, Veenus ja Maa. (Võib-olla isegi marss.) Pärast seda, umbes 6 miljardi aasta pärast, on sellest valge kääbus. Kui meie päikesesüsteemi gaasihiiglased ja jäähiiglased rändavad tähe lähedale, võidakse nende materjal plaadiks riisuda, täpselt nagu WDJ0914 + 1914 teeb seda oma jäähiiglasele.
Kaaslehes viitavad astronoomid juhtunule. Meie tulevane päike eraldab piisavalt kõrge energiaga footoneid, et eemaldada materjal Jupiterist, Saturnist, Uraanist ja Neptuunist. Osa sellest gaasist jõuab plaadile ja siis ka Päikesesse. Tulevased astronoomid, kui neid on, näevad seda samamoodi nagu meil.
Samuti võis meeskond tahtmatult leida viisi eksoplaneetide atmosfääri uurimiseks.
Pressiteates kommenteeris dr Schreiber: „Olime jahmunud, kui mõistsime, et kuumade valgete kääbuste vaatlemisel näeme potentsiaalselt allkirju planeedi ekstrasolaarsest atmosfäärist. Kuigi see hüpotees vajab täiendavat kinnitust, võib see tõepoolest avada uksed planeedi ekstrasolaarsete atmosfääride mõistmisele. "
See on teine kord, kui astronoomid on leidnud planeedi ootamatust kohast. Novembris leidsid TESS-andmeid kasutavad astronoomid planeedi, mis tiirleb ümber punase hiiglase. Mõlemal juhul oleks tulnud kõik nendes kohtades olevad planeedid hävitada, kui nende tähed laienesid punasteks hiiglasteks.
Kuid nüüd, kui kaks on avastatud, on tõenäoliselt veel palju, palju rohkem. Teises raamatus järeldavad autorid 1-st 10 000-st valgest kääbast, kes eemaldavad atmosfääri planeetidelt. Kui Linnutees on 10 miljardit valget pöialpoissi, siis oleks neid miljon miljonit, mille planeedid oleksid spektroskoopiliselt külmad. Ja see muudab meie arusaama päikesesüsteemide arengust ümber.
Avastuse tegid Suurbritannia Warwicki ülikooli ja USA-s Valparaiso ülikooli astronoomid. Nende uurimistöö avaldati kahes artiklis. Üks paber kannab pealkirja “Hiiglasliku planeedi lisandumine valge kääbustähe külge” ja see avaldati ajakirjas Nature. Teine artikkel kannab pealkirja “Kuumide valgete kääbuste poolt aurustatud külmad hiiglaslikud planeedid” ja avaldati ajakirjas Astrophysical Journal Letters.
Veel:
- Pressiteade: varjatud hiiglaslik planeet ilmnes pisikese valge kääbustähe ümber
- Uurimisdokument: kuumade valgete kääbuste poolt aurustatud külmad hiigelplaneedid
- Uurimistöö: Hiiglasliku planeedi lisandumine valgele kääbustähele
- Ajakiri Kosmos: see näib võimatu, kuid millegipärast elas see planeet oma tähe punase hiiglasliku faasi üle
