Planety mogą być formułą przeciwstarzeniową dla gwiazd
Jak wynika z najnowszych badań planety mogą zmuszać swoje gwiazdy macierzyste do ukazywania się młodszymi niż wynika to z ich wieku.
Wizja artystyczna przedstawiająca gazowego olbrzyma (na dole po prawej) blisko okrążającą swoją gwiazdę (z lewej), z inną gwiazdą w oddali (u góry po prawej). Źródło: NASA/CXC/M. Weiss.
Według nowego badania układów wielokrotnych z wykorzystaniem Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra, planety mogą zmuszać swoje gwiazdy macierzyste do ukazywania się młodszymi niż wynosi ich rzeczywisty wiek. Może to być najlepszy jak dotąd dowód na to, że niektóre planety najwyraźniej spowalniają procesy starzenia się swoich macierzystych gwiazd.
Chociaż właściwości przeciwstarzeniowe „gorących jowiszów” (czyli gazowych egzoplanet, które krążą wokół gwiazdy w odległości takiej, jak Merkury od Słońca lub bliżej) były obserwowane już wcześniej, ten wynik jest pierwszym, który został systematycznie udokumentowany, zapewniając najsilniejszy jak dotąd test tego egzotycznego zjawiska.
W medycynie potrzeba wielu pacjentów biorących udział w badaniu, aby wiedzieć czy efekty są rzeczywiste, czy też są czymś odstającym – powiedziała Nikoleta Ilic z Instytutu Astrofizyki im. Leibniza w Poczdamie (AIP) w Niemczech, która kierowała tym nowym badaniem. Tak samo może być w astronomii, ale to badanie daje nam pewność, że te gorące jowisze naprawdę sprawiają, że gwiazdy, wokół których krążą, zachowują się młodziej niż w rzeczywistości są.
Gorący jowisz może potencjalnie wpływać na swoją macierzystą gwiazdę poprzez siły pływowe, powodując, że gwiazd obraca się szybciej niż gdyby nie miała takiej planety. Ta szybsza rotacja może sprawiać, że gwiazda macierzysta jest aktywna i wyprodukuje więcej promieniowania rentgenowskiego, oznak, które zwykle kojarzone są z młodością gwiazd.
Podobnie jak w przypadku ludzi, istnieje wiele czynników, które mogą decydować o żywotności gwiazdy. Wszystkie gwiazdy z wiekiem spowalniają rotację i aktywność a także doświadczą mniejszej liczby wybuchów. Ponieważ precyzyjne określenie wieku większości gwiazd jest trudne, astronomowie mają problem z określeniem, czy dana gwiazda jest niezwykle aktywna, ponieważ ma na nią wpływ bliska planeta, przez co wydaje się ona młodsza niż jest w rzeczywistości, czy też dlatego, że rzeczywiście jest młoda.
W nowych badaniach z Chandra prowadzonych przez Ilicz zespół podszedł do tego problemu, przyglądając się układom gwiazd podwójnych, w których gwiazdy są od siebie znacznie oddalone, ale tylko jedna z nich ma gorącego jowisza, który ją okrąża. Astronomowie twierdzą, że tak jak w przypadku bliźniąt, gwiazdy w układach podwójnych tworzą się w tym samym czasie. Separacja między gwiazdami jest zbyt duża, aby mogły one wpływać na siebie nawzajem lub aby gorący jowisz oddziaływał na drugą gwiazdę. Oznacza to, że mogą wykorzystać gwiazdę pozbawioną planety w układzie jako obiekt kontrolny.
To prawie jak wykorzystanie bliźniaków w badaniu, gdzie jeden z nich mieszka w zupełnie innym sąsiedztwie, które wpływa na jego zdrowie – powiedziała współautorka pracy, Katja Poppenhaeger, również z AIP. Porównując jedną gwiazdę z pobliską planetą do jej bliźniaczki bez planety, możemy badać różnice w zachowaniu gwiazdy w tym samym wieku.
Zespół wykorzystał ilość promieniowania X do określenia, jak „młodo” zachowuje się gwiazda. Szukali dowodów na wpływ planety na gwiazdę, badając prawie trzy tuziny układów w promieniowaniu X (ostatecznie próbka zawiera 10 układów obserwowanych przez Chandrę i sześć obserwowanych przez XMM-Newton, przy czym klika było obserwowanych przez obydwa). Odkryli, że gwiazdy z gorącymi jowiszami są jaśniejsze w promieniowaniu X, a zatem bardziej aktywne niż ich towarzysze bez planet.
W poprzednich przypadkach były pewne bardzo intrygujące wskazówki, ale teraz w końcu mamy statystyczne dowody na to, że niektóre planety rzeczywiście wpływają na swoje gwiazdy i utrzymują ich młodość – powiedziała współautorka Marzieh Hosseini, również z AIP. Miejmy nadzieję, że przyszłe badania pomogą odkryć więcej układów, aby lepiej zrozumieć ten efekt.
Praca opisująca te wyniki została opublikowana w numerze Monthly Notices of the Royal Astronomical Society z lipca 2022 roku i pojawiła się online.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
