Tähtitieteilijät ovat löytäneet suuren Neptunuksen kokoisen planeetan, joka kiertää valkoista kääpiötähteä. Planeetta on neljä kertaa suurempi kuin tähti, ja valkoinen kääpiö näyttää tuhoavan hitaasti planeetta: valkoisen kääpiön lämpö haihduttaa materiaalia planeetan ilmakehästä, muodostaen komeettamaisen häntä.
Valkoinen kääpiö on aurinkomme tähtien päätetila. Kun aurinkomaisella tähdellä loppuu polttoaine, se laajenee punaiseksi jättiläiseksi. Tuon vaiheen aikana suuri osa tähden massasta leviää avaruuteen. Sen jälkeen jäljellä on kompakti, suhteellisen viileä, valkoinen kääpiö.
Valkoinen kääpiö on pääosin käytetty tähtivoima. Se on lopputilassaan, ei kuluta lähellä samaa energiaa kuin ennen. Mutta se on silti riittävän säteilevää poistaakseen ilmakehän planeetalta. Ja niin tapahtuu tähdellä tässä tutkimuksessa, jonka nimi on WDJ0914 + 1914.
Valkoinen kääpiö oli tässä tutkimuksessa 10000: n joukossa, jonka Sloan Digital Sky Survey (SDSS) teki tutkimuksestaan. Tutkiessaan Sloan-tietoja, Warwickin tähtitieteilijät analysoivat valkoisesta kääpiöstä tulevaa valoa. Hienoiset, mutta havaittavissa olevat variaatiot valossa tulivat järjestelmästä, joka antoi tähtitieteilijöille mahdollisuuden tunnistaa läsnä olevat elementit.
He havaitsivat pieniä piikkejä vedyssä, hapessa ja rikkiä. Vety oli epätavallinen, koska valkoiset kääpiöt koostuvat pääosin hapesta ja hiilestä, ja happea ja rikkiä ei ollut koskaan ennen nähty tällaisessa tilanteessa. He katsoivat tarkemmin erittäin suurella teleskoopilla (VLT) ja havaitsivat, että kolmen elementin muoto osoitti kaasurenkaan olemassaolon WDJ0914 + 1914 ympärillä.
"Tällaista järjestelmää ei ole koskaan ennen nähty, ja minulle oli heti selvää, että tämä oli ainutlaatuinen tähti."
Dr. Boris Gaensicke, Warwickin yliopisto.
Aluksi tutkijat luulivat näkevänsä binaaritähteen.
Toisen tutkimuksen pääkirjailija on Warwickin yliopiston tohtori Boris Gaensicke. Lehdistötiedotteessaan hän sanoi: ”Aluksi ajattelimme, että tämä oli binaaritähti, jonka lisäyslevy muodostui kahden tähden välisestä massasta. Huomautuksemme kuitenkin osoittavat, että kyseessä on yksi valkoinen kääpiö, jonka ympärillä on kiekko, joka on suunnilleen kymmenen kertaa aurinkoisemme kokoinen, ja se on valmistettu yksinomaan vedystä, hapesta ja rikistä. Tällaista järjestelmää ei ole koskaan ennen nähty, ja minulle oli heti selvää, että tämä oli ainutlaatuinen tähti. ”
Lisäanalyysien jälkeen tähtitieteilijät havaitsivat, että valkoinen kääpiö kerää happea ja rikkiä levyltä. He pystyivät analysoimaan itse levyn koostumuksen ja huomasivat, että se vastaa oman aurinkokunnan planeettojen syvempiä kerroksia, kuten Neptunusta ja Uranusta, jotka ovat molemmat jää jättiläisiä.
Vaikka fuusio päättyi kauan sitten, valkoinen kääpiö on edelleen noin 28 000 celsiusta. Se kuluttaa tarpeeksi energiaa pommittamaan näkymätöntä planeettaa ja haihduttamaan sen materiaalit pois. Ryhmän laskelmat osoittavat, että levylle riittää noin 3000 tonnia materiaalia sekunnissa.
Dr. Gaensicke sanoi: "Tällä tähdellä on planeetta, jota emme voi nähdä suoraan, mutta koska tähti on niin kuuma, se haihtaa planeetan ja havaitsemme ilmakehän, jonka se menettää."
"Tämä löytö on merkittävä edistysaskel, koska viimeisen kahden vuosikymmenen aikana meillä oli yhä enemmän todisteita siitä, että planeettajärjestelmät selviävät valkoiseen kääpiövaiheeseen."
DR. BORIS GAENSICKE, WARWICK-Yliopisto.
Kaikki valkoiset kääpiöt eivät ole niin kuumia kuin tämä. Tämä tarkoittaa, että todennäköisesti ei voida havaita niitä kiertäviä planeettoja tällä samalla menetelmällä. Mutta niitä on oltava enemmän. Itse asiassa Linnunradalla voi olla jopa 10 miljardia valkoista kääpiötä. Kuinka suuri osa heistä on tarpeeksi kuuma, jotta planeetat ovat vuorovaikutuksessa heidän kanssaan tämän kaltainen, on avoin kysymys.
"Voi olla monia viileämpiä valkoisia kääpiöitä, joilla on planeettoja, mutta joista puuttuu korkeaenergisia fotoneja, jotka ovat välttämättömiä haihtumisen aikaansaamiseksi, joten emme löytäisi niitä samalla menetelmällä", tohtori Gaensicke sanoi. "Jotkut näistä planeetoista saattavat kuitenkin olla havaittavissa kuljetusmenetelmää käytettäessä, kun suuri Synoptic Survey Telescope siirtyy taivaalle." (Tätä kaukoputkea voidaan nimetä uudelleen Vera Rubin Surves-teleskooppiksi.)
Lisääntyy todisteita siitä, että planeetat voivat selviytyä tähtien valkoiseen kääpiövaiheeseen. Tämä löytö lisää painoarvoa näille todisteille.
"Tämä löytö on merkittävä edistysaskel, koska kahden viime vuosikymmenen aikana meillä on ollut kasvavaa näyttöä siitä, että planeettajärjestelmät selviävät valkoisen kääpiön vaiheessa", sanoi tohtori. "Olemme nähneet paljon asteroideja, komeeteita ja muita pieniä planeettaobjekteja lyömässä valkoisia kääpiöitä, ja näiden tapahtumien selittäminen vaatii kauempana olevia suurempia, planeettamassa olevia kehoja. Todistuksen saaminen todellisesta planeetasta, joka itse oli hajallaan, on tärkeä askel. ”
Toisen artikkelin pääkirjailijan Dr. Matthias R. Schreiberin mukaan WDJ0914 + 1914 -järjestelmä on katsaus tulevaisuuteen. "WDJ0914 + 1914 antaa tietyssä mielessä katsauksen oman aurinkokuntamme erittäin kaukaiseen tulevaisuuteen."
Lopulta aurinkoomme kohtaa sama kohtalo kuin tämä valkoinen kääpiö. Siitä tulee punainen jättiläinen, joka laajenee ja ympäröi elohopeaa, Venusta ja maata. (Ehkä jopa mars.) Sen jälkeen, noin 6 miljardia vuotta sitten, se on valkoinen kääpiö. Jos aurinkokuntamme kaasu jättiläiset ja jään jättiläiset vaeltavat riittävän lähellä tähtiä, niiden materiaali voidaan irrottaa levyksi aivan kuten WDJ0914 + 1914 tekee jääjättilään.
Tähtitieteilijät huomauttavat seuralaisessa lehdessä, mitä tapahtuu. Tuleva aurinkomme säteilee tarpeeksi korkean energian fotoneja materiaalien poistamiseksi Jupiterista, Saturnusta, Uranuksesta ja Neptunuksesta. Jotkut tuosta kaasusta kulkevat levylle ja sitten itse aurinkoon. Tulevat tähtitieteilijät, jos niitä on, näkevät sen samalla tavalla kuin me.
Ryhmä on saattanut myös tahattomasti löytää tavan tutkia eksoplaneettojen ilmapiiriä.
Lehdistötiedotteessa tohtori Schreiber kommentoi: ”Odotelimme, kun huomasimme, että tarkkailemalla kuumia valkoisia kääpiöitä näemme mahdollisesti allekirjoituksia planeetan ekstrasolaarisesta ilmakehästä. Vaikka tämä hypoteesi vaatii lisävahvistusta, se saattaa todellakin avata ovet ymmärtää ekstrasolaarisen planeetan ilmapiiriä. "
Tämä on toinen kerta, kun tähtitieteilijät ovat löytäneet planeetan odottamattomassa paikassa. Marraskuussa TESS-tietoja käyttävät tähtitieteilijät löysivät punaisen jättilän kiertävän planeetan. Molemmissa tapauksissa kaikki näissä paikoissa olevat planeetat olisi pitänyt tuhota, kun niiden tähdet laajenivat punaisiksi jättiläisiksi.
Mutta nyt, kun kaksi on löydetty, on todennäköistä, että niitä on enemmän, paljon enemmän. Toisessa artikkelissa kirjoittajat päättelevät 1: sta 10 000: sta valkoista kääpiötä, jotka poistavat ilmakehän planeetoilta. Jos Linnunradalla on 10 miljardia valkoista kääpiötä, heitä olisi miljoona, joilla olisi kylmiä planeettoja spektroskooppisesti. Ja se pakottaa muuttamaan käsitystämme siitä, kuinka aurinkokunta kehittyy.
Yhdistyneen kuningaskunnan Warwickin yliopiston ja Yhdysvaltojen Valparaison yliopiston tähtitieteilijät tekivät löytöksen. Heidän tutkimuksensa julkaistiin kahdessa lehdessä. Yksi paperi nimeltään ”Jättiläisen planeetan lisääntyminen valkoiselle kääpiötähdelle” ja julkaistiin Nature-lehdessä. Toinen paperi on nimeltään “Kuumien valkoisten kääpiöiden haihduttamat kylmät jättiläinen planeetat”, ja se julkaistiin Astrophysical Journal Letters -lehdessä.
Lisää:
- Lehdistötiedote: Piilotettu jättiläinen planeetta paljastui pienen valkoisen kääpiötähden ympärille
- Tutkimuspaperi: Kuumien valkoisten kääpiöiden haihduttamat kylmät jättiläinen planeetat
- Tutkimuspaperi: Jättiläisen planeetan lisääntyminen valkoiseen kääpiötähtiin
- Space Magazine: Se näyttää mahdottomalta, mutta jotenkin tämä planeetta selvisi tähden punaisesta jättiläisvaiheestaan
