Odkryto planetę, która nie powinna istnieć
Gdy gwiazda podobna do naszego Słońca osiągnie koniec swojego życia rozszerza się tak, że pochłania planety ją okrążające. Teraz, astronomowie odkryli planetę, która przetrwała tę fazę swojej gwiazdy macierzystej.
Wizja artystyczna planet niszczonych przez puchnącą gwiazdę.
Źródło: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko
Kiedy nasze Słońce osiągnie koniec swojego życia, rozszerzy się do 100-krotności swojego obecnego rozmiaru, zagrażając Ziemi. Wiele planet w innych układach słonecznych czeka podobna zagłada w miarę starzenia się ich gwiazd macierzystych. Astronomowie z University of Hawaiʻi Institute for Astronomy (IfA) dokonali niezwykłego odkrycia planety, która przetrwała po tym, co powinno być pewną śmiercią z rąk jej słońca. Badanie zostało opublikowane w Nature.
Planeta 8 UMi b, znana oficjalnie jako Halla, jest podobna do Jowisza i krąży wokół czerwonego olbrzyma Baekdu (8 UMi) w odległości, która stanowi zaledwie połowę odległości dzielącej Ziemię od Słońca. Badacze skorzystali z dwóch obserwatoriów – Kecka oraz Canada-France-Hawaiʻi Telescope (CFHT) – i odkryli, że Halla utrzymuje się na orbicie, pomimo zwykle niebezpiecznej ewolucji Baekdu. Dzięki obserwacjom oscylacji gwiazdy Baekdu przy użyciu satelity TESS, astronomowie wykazali, że gwiazda spala hel w swoim jądrze, co świadczy o wcześniejszym ogromnym rozszerzeniu się w czerwonego olbrzyma.
Gwiazda powiększyłaby się do 1,5-krotności odległości orbitalnej planety, pochłaniając ją w tym procesie, zanim skurczyłaby się do obecnego rozmiaru w zaledwie 1/10 tej odległości.
Pochłonięcie planety ma katastrofalne konsekwencje albo dla planety, albo dla samej gwiazdy – albo obu – powiedział Marc Hon, główny autor badania. Fakt, że Halla zdołała przetrwać w bezpośrednim sąsiedztwie olbrzymiej gwiazdy, która w przeciwnym razie pochłonęłaby ją, podkreśla, że planeta jest niezwykłą ocalałą.
Obserwatoria Maunakea potwierdzają ocalałą
Planeta Halla została odkryta w 2015 roku przez zespół z Korei przy użyciu metody prędkości radialnych, która pozwala mierzyć okresowy ruch gwiazdy, wywołany grawitacyjnym przyciąganiem orbitującej planety. Po odkryciu, że gwiazda musiała być kiedyś większa niż orbita planety, zespół z Instytutu Astronomii (IfA) przeprowadził dodatkowe obserwacje w latach 2021-2022 przy użyciu spektrometru Echelle o wysokiej rozdzielczości zainstalowanego w Obserwatorium Keck oraz instrumentu ESPaDOnS CFHT. Nowe dane jednoznacznie potwierdziły stabilność prawie kołowej orbity planety, trwającej 93 dni, przez ponad dekadę, a także wykazały, że ruch w przód i w tył musi być spowodowany przez tę planetę.
Łącznie obserwacje te potwierdziły istnienie planety, pozostawiając nas z fascynującym pytaniem, w jaki sposób ona faktycznie przetrwała – powiedział astronom IfA Daniel Huber, drugi autor badania. Obserwacje z wielu teleskopów na Maunakea były kluczowe w tym procesie.
Ucieczka przed pochłonięciem
Egzoplaneta Halla, położona zaledwie 0,46 jednostki astronomicznej od swojej gwiazdy, przypomina gorące planety podobne do Jowisza, które, jak się uważa, powstawały na większych orbitach, aby następnie migrować w kierunku wnętrza układu, zbliżając się do swoich gwiazd. Jednak w obliczu dynamicznego rozwoju gwiazdy macierzystej, takie pochodzenie staje się mało prawdopodobną ścieżką przetrwania dla planety Halla.
Inną teorią dotyczącą przetrwania planety jest ta, że nigdy nie była ona zagrożona przez pochłonięcie. Zespół naukowców sugeruje, że gwiazda macierzysta Baekdu, podobnie jak słynna planeta Tatooine z Gwiezdnych Wojen, mogła początkowo stanowić układ podwójny. Połączenie tych dwóch gwiazd prawdopodobnie uniemożliwiło którejś z nich osiągnięcie dostatecznie dużej ekspansji, która mogłaby spowodować wchłonięcie planety.
Trzecia możliwość jest taka, że Halla jest względnym noworodkiem – że gwałtowne zderzenie dwóch gwiazd wytworzyło obłok gazu, z którego uformowała się planeta. Innymi słowy, planeta Halla może być niedawno narodzoną planetą drugiej generacji.
Większość gwiazd znajduje się w układach podwójnych, ale nie rozumiemy jeszcze w pełni, w jaki sposób mogą tworzyć się wokół nich planety – powiedział Hon. Dlatego jest prawdopodobne, że więcej planet może faktycznie istnieć wokół wysoko rozwiniętych gwiazd dzięki interakcjom układów podwójnych.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
