Νέες παρατηρήσεις ενδέχεται να προσφέρουν νέα στοιχεία για το πώς ένας γιγάντιος εξωπλανήτης κατάφερε να επιβιώσει από τον βίαιο θάνατο του άστρου του και στη συνέχεια να βρεθεί σε πολύ κοντινή τροχιά γύρω από τα υπολείμματά του.
Τα ευρήματα θα μπορούσαν να αποτελέσουν μια πρόγευση της μοίρας που ίσως περιμένει τους μεγαλύτερους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος – όπως ο Δίας και Κρόνος – όταν ο Ήλιος πεθάνει σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Το 2020, οι αστρονόμοι εντόπισαν έναν αινιγματικό πλανήτη, σχεδόν ίσο με το μέγεθος του Δία, που περιφερόταν με μεγάλη ταχύτητα γύρω από έναν λευκό νάνο. Ο WD 1856 b, που βρίσκεται 80 έτη φωτός μακριά από τη Γη, είναι επτά φορές μεγαλύτερος από το άστρο του, το οποίο έχει περίπου το μέγεθος της Γης.
«Πρόκειται για ένα από τα πιο παράξενα πλανητικά συστήματα που γνωρίζουμε», δήλωσε ο Δρ Κρίστοφερ Ο’Κόνορ, συν-συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη (1/7) στο επιστημονικό περιοδικό Nature και παρουσιάζει τις νέες παρατηρήσεις. Ο Ο’Κόνορ είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής στην αστροφυσική και τη δυναμική άστρων και πλανητών, στο Κέντρο Διεπιστημονικής Εξερεύνησης και Έρευνας στην Αστροφυσική του Πανεπιστημίου Northwestern. Ο WD 1856 b ολοκληρώνει μία περιφορά γύρω από το νεκρό άστρο του κάθε 34 ώρες και βρίσκεται σε απόσταση μικρότερη των 2 εκατομμυρίων μιλίων (3 εκατομμυρίων χιλιομέτρων) από αυτό.
Όταν ένα ογκώδες άστρο, παρόμοιο με τον Ήλιο, εξαντλήσει το υδρογόνο στον πυρήνα του, διογκώνεται σε μέγεθος που ξεπερνά τις 100 φορές το αρχικό του, προτού καταρρεύσει και μετατραπεί σε ένα μικρό νεκρό άστρο. Δεδομένης της εξαιρετικά μικρής απόστασης του WD 1856 b από το άστρο του – περίπου 50 φορές μικρότερης από την απόσταση της Γης από τον Ήλιο – οι αστρονόμοι δεν μπορούσαν να εξηγήσουν πώς ο πλανήτης επέζησε από την καταστροφή του άστρου που τον φιλοξενούσε.
Για να ανασυνθέσουν την απίθανη πορεία επιβίωσης του WD 1856 b, ο Ο’Κόνορ και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, ώστε να καταγράψουν τις πιο πρόσφατες παρατηρήσεις του πλανήτη και να μετρήσουν την ατμόσφαιρά του, τη μάζα και τη θερμοκρασία του. Σχεδόν κάθε αποτέλεσμα που προέκυψε εξέπληξε την ερευνητική ομάδα και υπέδειξε ότι οι γιγάντιοι πλανήτες μπορούν να επιβιώσουν από τον θάνατο των άστρων τους με τρόπους που μέχρι σήμερα θεωρούνταν αδύνατοι.
Ένας παράξενος πλανήτης
Η εξαιρετικά κοντινή τροχιά του πλανήτη και η δυσανάλογη διαφορά μεγέθους μεταξύ του WD 1856 b και του άστρου που τον φιλοξενεί ώθησαν τον Ο’Κόνορ και τους συνεργάτες του να διερευνήσουν το σύστημα σε μεγαλύτερο βάθος.
«Για έναν θεωρητικό αστροφυσικό, η ανακάλυψη ενός παράξενου αντικειμένου σε ένα σημείο όπου “δεν θα έπρεπε” να βρίσκεται μοιάζει με μια πρόσκληση από το ίδιο το Σύμπαν να επιστρατεύσει τη δημιουργικότητά του αναζητώντας μια εξήγηση», εξήγησε ο Ο’Κόνορ.
Ωστόσο, οι παρατηρήσεις με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb αποδείχθηκαν ιδιαίτερα δύσκολες. Η ερευνητική ομάδα είχε ελάχιστες ευκαιρίες να παρακολουθήσει μια μετακίνηση (transit), δηλαδή τη μικρή μείωση της φωτεινότητας ενός άστρου όταν ένας πλανήτης περνά μπροστά από αυτό. Οι λευκοί νάνοι είναι πολύ πιο αμυδροί από τα άστρα που συνήθως παρατηρεί το Webb όταν μελετά εξωπλανήτες, εξήγησε η συν-συγγραφέας της μελέτης, Βικτόρια Μπεμ, μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο Τμήμα Αστρονομίας του Πανεπιστημίου Cornell.
«Για να γίνουν τα πράγματα ακόμη πιο δύσκολα, η μετακίνηση του πλανήτη διαρκεί μόλις οκτώ λεπτά, οπότε αν ανοιγοκλείσεις τα μάτια σου, μπορεί να τη χάσεις», δήλωσε η Μπεμ. «Η συλλογή αρκετού φωτός ώστε να καταγραφεί το φάσμα του WD 1856 b, και μάλιστα αρκετά γρήγορα ώστε να μη χαθεί η μετακίνηση, είναι κάτι που μόνο το Webb μπορεί να πετύχει.»
Το φάσμα, δηλαδή τα δεδομένα που συλλέχθηκαν καθώς το φως του άστρου διέσχιζε την ατμόσφαιρα του πλανήτη, αποκάλυψε μέχρι τότε άγνωστες πληροφορίες για τον WD 1856 b. Η ομάδα υπολόγισε ότι ο πλανήτης έχει μάζα από τέσσερις έως έντεκα φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Δία.
Η υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπει ο WD 1856 b έδειξε ότι η θερμοκρασία του φτάνει περίπου τους 127 βαθμούς Κελσίου, δηλαδή περίπου 133 βαθμούς Κελσίου υψηλότερη από ό,τι θα ήταν αν θερμαινόταν αποκλειστικά από τον νεκρό λευκό νάνο.
«Αυτό ήταν το στοιχείο που ουσιαστικά μας έβαλε στον δρόμο για να ανασυνθέσουμε την ιστορία του πλανήτη με βάση τα δεδομένα μας», δήλωσε ο Ο’Κόνορ.
Μοντελοποίηση της μοίρας του ηλιακού μας συστήματος
Το σύστημα WD 1856 λειτουργεί σαν μια προεπισκόπηση για το τι θα μπορούσε να συμβεί και στο δικό μας ηλιακό σύστημα.
Όπως το άστρο που φιλοξενεί τον WD 1856 b, έτσι και ο Ήλιος μας θα διογκωθεί σε ερυθρό γίγαντα σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια, καταπίνοντας τους πιο κοντινούς πλανήτες όπως τον Ερμή και την Αφροδίτη. Η τροχιά της Γης βρίσκεται ακριβώς στο όριο αυτής της μελλοντικής «επικίνδυνης ζώνης», είπε ο Ο’Κόνορ, επομένως η μοίρα του πλανήτη μας παραμένει αβέβαιη.
Ωστόσο, αντί να φτάσει σε ένα γρήγορο τέλος, οι γιγάντιοι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος ίσως επιβιώσουν και συνεχίσουν να εξελίσσονται για δισεκατομμύρια χρόνια. Το σύστημα WD 1856 αναμένεται να παραμείνει στην τρέχουσα κατάστασή του για τρισεκατομμύρια χρόνια, σημείωσε ο Ο’Κόνορ. «Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ο θάνατος ενός άστρου δεν είναι το τέλος – κάποιοι πλανήτες μπορεί να έχουν ένα ζωντανό και δυναμικό μέλλον μετά τον θάνατο του άστρου τους», είπε ο Δρ Ράιαν ΜακΝτόναλντ, λέκτορας στον τομέα των εξωηλιακών πλανητών στο Πανεπιστήμιο του Σεντ Άντριους στη Σκωτία.
Καθώς ο Ήλιος θα μετατραπεί σε λευκό νάνο περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά το τέλος της φάσης του ερυθρού γίγαντα, οι υπόλοιποι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος θα συνεχίσουν να περιφέρονται γύρω από το νεκρό άστρο.
«Αναμένουμε ότι όσοι επιβιώσουν θα απομακρύνονται σταδιακά από τον Ήλιο μέχρι να φτάσουν περίπου στο διπλάσιο των σημερινών τους αποστάσεων από αυτόν», έγραψε ο Ο’Κόνορ.
Με πληροφορίες από CNN
