Co się stanie z Ziemią gdy Słońce umrze? Znalezienie egzoplanet wokół białych karłów może pomóc odpowiedzieć na to pytanie, a naukowcy odkryli potencjalną olbrzymią planetę wokół pobliskiego białego karła.
Źródło: Limbach i inni, 2024
Na końcu Układu Słonecznego
Gdy Słońce wyczerpie swoje zapasy wodoru w jądrze, jego wnętrze przejdzie serię przemian, które przekształcą rodzimą gwiazdę w chłodnego i pulchnego czerwonego olbrzyma. Ostatecznie Słońce zrzuci swoje zewnętrzne warstwy i pozostawi po sobie palącą, skrystalizowaną pozostałość wielkości Ziemi, zwaną białym karłem. Jak planety w naszym Układzie Słonecznym zniosą te zmiany, pozostaje kwestią otwartą (choć eksperci są zgodni co do tego, że Merkury i Wenus zostaną pochłonięte przez rozszerzającą się gwiazdę).
Jednym ze sposobów na znalezienie odpowiedzi na to pytanie jest badanie układów planetarnych krążących wokół białych karłów. Może to ujawnić odległości, w których planety znajdują bezpieczne schronienie od czerwonego olbrzyma, a także to, czy jakiekolwiek planety zmieniają się lub przechodzą migrację w wyniku ewolucji ich gwiazdy macierzystej. W przeszłości wykrywanie egzoplanet wokół białych karłów było wyzwaniem – ale na szczęście Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba znacznie ułatwia to zadanie.
Odkrywanie egzoplanet za pomocą MEOW
Przegląd MIRI Exoplanets Orbiting White dwarfs (MEOW) jest jednym z kilku badań wykorzystujących czułe instrumenty podczerwone JWST do poszukiwania planet wokół białych karłów. W niedawno opublikowanym artykule zespół kierowany przez Mary Anne Limbach (University of Michigan) przedstawił wczesne wyniki badań MEOW, koncentrując się na kandydatce na planetę wokół pobliskiego białego karła WD 0310-688.
Przegląd ma na celu odkrycie egzoplanet białego karła poprzez obrazowanie bezpośrednie lub wykrycie nadmiaru podczerwieni: nieoczekiwanie dużego strumienia w podczerwieni, który wskazuje na obecność obiektu chłodniejszego niż biały karzeł, takiego jak planeta. Limbach i współautorzy wykryli nadmiar promieniowania podczerwonego wokół WD 0310-688, który najłatwiej wyjaśnić zimną (248 K) planetą towarzyszącą o masie około 3 mas Jowisza. Co ciekawe, obserwacje umieszczają tę potencjalną planetę w odległości od 0,1 do 2 jednostek astronomicznych od białego karła – mimo że uważa się, że planety znajdujące się w odległości do 2 j.a. ulegają zniszczeniu, gdy ich gwiazdy stają się czerwonymi olbrzymami. Może to sugerować, że planeta migrowała do swojej obecnej lokalizacji po przejściu gwiazdy macierzystej w fazę czerwonego olbrzyma.
Rozważania nad kandydatami
Naukowcy odkryli już kilka egzoplanet wokół białych karłów – co sprawia, że to odkrycie jest wyjątkowe? WD 0310-688 znajduje się zaledwie 34 lata świetlne od nas, co czyni go najbliższym białym karłem z kandydatką na planetę, a żadna planeta nigdy nie została odkryta w odległości 0,1-2 j.a. od białego karła. Co więcej, jest to pierwsza planeta wokół jakiegokolwiek typu gwiazdy, która została odkryta metodą podczerwieni.
Autorzy zastrzegli jednak, że planeta nie jest jedyną możliwością obserwowanego nadmiaru podczerwieni; może być nią również mały, zimny dysk szczątków. Jeżeli obiekt jest dyskiem, byłby to jeden z najzimniejszych dysków, jakie kiedykolwiek znaleziono wokół białego karła, co czyni tę możliwość intrygującą samą w sobie.
Aby rozróżnić hipotezę olbrzymiej planety od hipotezy zimnego dysku, potrzebne są dalsze badania spektroskopowe. Cechy widmowe powszechnie spotykane w atmosferach egzoplanet wspierałyby hipotezę olbrzymiej planety, podczas gdy cechy krzemianowe wskazywałyby na dysk szczątków. Przyszłe prace powinny naświetlić naturę tej kandydatki na planetę, a także przynieść nam nowe wyniki z przeglądu MEOW!
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
AAS