Neptunuksen kokoinen planeetta löydettiin kiertävän kuollutta valkoista kääpiötähteä. Tässä on hullu osa, planeetta on 4 kertaa suurempi kuin tähti
Tähtitieteilijät ovat löytäneet suuren Neptunuksen kokoisen planeetan, joka kiertää valkoista kääpiötähtä. Planeetta on neljä kertaa tähtiä suurempi, ja valkoinen kääpiö näyttää hitaasti tuhoavan planeettaa: valkoisen kääpiön lämpö haihduttaa materiaalia planeetan ilmakehästä muodostaen komeetan kaltaisen hännän.
Valkoinen kääpiö on aurinkomme kaltaisten tähtien lopputila. Kun Auringon kaltaisen tähden polttoaine loppuu, se laajenee punaiseksi jättiläiseksi. Tämän vaiheen aikana suuri osa tähden massasta leviää avaruuteen. Sen jälkeen jäljelle jää kompakti, suhteellisen viileä, valkoinen kääpiö.
Valkoinen kääpiö on enimmäkseen käytetty voima tähtien kannalta. Se on lopputilassaan, eikä tuo lähellekään samaa energiaa kuin ennen. Mutta se on silti tarpeeksi säteilevä riisuakseen ilmakehän planeetalta. Ja näin tapahtuu tämän tutkimuksen tähdelle, jonka nimi on WDJ0914+1914.
Taiteilijan kuva valkoisesta kääpiöstä. Kuvan luotto: Mark A. Garlick
Tämän tutkimuksen valkoinen kääpiö oli 10 000 Sloan Digital Sky Surveyn (SDSS) tutkiman joukossa. Warwickin tähtitieteilijät analysoivat Sloanin tietojen kanssa valkoisesta kääpiöstä tulevaa valoa. Hienovaraiset mutta havaittavissa olevat valon vaihtelut tulivat järjestelmästä, jonka ansiosta tähtitieteilijät pystyivät tunnistamaan läsnä olevat alkuaineet.
He havaitsivat pieniä piikkejä vedystä, hapesta ja rikistä. Vety oli epätavallista, sillä valkoiset kääpiöt koostuvat enimmäkseen hapesta ja hiilestä, ja happea ja rikkiä ei ollut koskaan ennen nähty tällaisessa tilanteessa. He katsoivat tarkemmin Very Large Telescope (VLT) -teleskoopilla ja havaitsivat, että kolmen elementin muoto osoitti kaasurenkaan olemassaolon WDJ0914+1914:n 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 kaksoitähden.
Dr. Boris Gaensicke Warwickin yliopistosta on yhden tutkimuksen johtava kirjoittaja. Jonkin sisällä Lehdistötiedote hän sanoi: 'Aluksi luulimme, että tämä oli kaksoitähti, jossa on kahden tähden välissä virtaavasta massasta muodostunut akkretion kiekko. Havaintomme kuitenkin osoittavat, että se on yksittäinen valkoinen kääpiö, jonka ympärillä on noin kymmenen kertaa aurinkomme kokoinen kiekko, joka koostuu pelkästään vedystä, hapesta ja rikistä. Tällaista järjestelmää ei ole koskaan ennen nähty, ja minulle oli heti selvää, että tämä oli ainutlaatuinen tähti.
Lisäanalyysin jälkeen tähtitieteilijät havaitsivat, että valkoinen kääpiö kerää happea ja rikkiä levystä. He pystyivät analysoimaan itse kiekon koostumuksen ja havaitsivat, että se vastaa aurinkokuntamme planeettojen syvempiä kerroksia, kuten Neptunusta ja Uranusta. jääjättiläiset.
Vaikka fuusio loppui kauan sitten, valkoinen kääpiö on edelleen noin 28 000 celsiusastetta. Se tuottaa tarpeeksi energiaa pommittaakseen näkymätöntä planeettaa ja haihduttaakseen sen materiaalin pois. Ryhmän laskelmat osoittavat, että noin 3000 tonnia materiaalia irtoaa kiekkoon joka sekunti.
Tohtori Gaensicke sanoi: 'Tällä tähdellä on planeetta, jota emme voi nähdä suoraan, mutta koska tähti on niin kuuma, se haihduttaa planeettaa ja havaitsemme ilmakehän, jonka se häviää.'
'Tämä löytö on merkittävä edistysaskel, koska viimeisten kahden vuosikymmenen aikana meillä on ollut yhä enemmän todisteita siitä, että planeettajärjestelmät selviävät valkoisen kääpiön vaiheeseen asti.'
DR. BORIS GAENSICKE, WARWICKIN YLIOPISTO.
Kaikki valkoiset kääpiöt eivät ole yhtä kuumia kuin tämä. Tämä tarkoittaa, että niitä kiertävien planeettojen havaitseminen samalla menetelmällä ei todennäköisesti ole mahdollista. Mutta niitä täytyy olla enemmän. Itse asiassa Linnunradassa voi olla jopa 10 miljardia valkoista kääpiötä. Kuinka suuri osa heistä on tarpeeksi kuumia, jotta planeetat ovat vuorovaikutuksessa heidän kanssaan kuten tämä, on avoin kysymys.
'Voi olla monia viileämpiä valkoisia kääpiöitä, joilla on planeettoja, mutta joilla ei ole haihtumiseen tarvittavia korkeaenergisiä fotoneja, joten emme pystyisi löytämään niitä samalla menetelmällä', sanoi tohtori Gaensicke. 'Jotkut näistä planeetoista saattavat kuitenkin olla havaittavissa kulkumenetelmällä, kun Large Synoptic Survey -teleskooppi nousee taivaalle.' (Tämä teleskooppi saatetaan nimetä uudelleen Vera Rubinin tutkimusteleskooppi .)
On olemassa kasvava määrä todisteita, jotka osoittavat, että planeetat voivat selviytyä tähtensä valkoisen kääpiön vaiheeseen asti. Tämä löytö lisää painoarvoa todisteille.
'Tämä löytö on merkittävä edistysaskel, koska kahden viime vuosikymmenen aikana meillä on ollut kasvavaa näyttöä siitä, että planeettajärjestelmät selviävät valkoisen kääpiön vaiheeseen asti', sanoi tohtori Gaensicke. 'Olemme nähneet paljon asteroideja, komeettoja ja muita pieniä planeettaobjekteja osuvan valkoisiin kääpiöihin, ja näiden tapahtumien selittäminen vaatii suurempia, planeettamassaisia kappaleita kauempana. Todisteiden saaminen todellisesta planeettasta, joka itse oli hajallaan, on tärkeä askel.'
Taiteilijan kuvitus. Valkoisen kääpiön voimakkaan painovoiman repimä asteroidi on muodostanut pölyhiukkasista ja roskista koostuvan renkaan, joka kiertää Maan kokoista palanutta tähden ydintä. Kuvan luotto: Warwickin yliopisto / Mark Garlick
Toisen artikkelin johtavan kirjoittajan, tohtori Matthias R. Schreiberin mukaan WDJ0914+1914-järjestelmä on välähdys tulevaisuuteen. 'Tietyllä tavalla WDJ0914+1914 tarjoaa meille välähdyksen oman aurinkokuntamme hyvin kaukaiseen tulevaisuuteen.'
Lopulta aurinkomme jakaa saman kohtalon kuin tämä valkoinen kääpiö. Siitä tulee punainen jättiläinen, joka laajenee ja ympäröi Merkuriuksen, Venuksen ja Maan. (Ehkä jopa mars.) Sen jälkeen, noin 6 miljardin vuoden kuluttua, se on valkoinen kääpiö. Jos aurinkokuntamme kaasujättiläiset ja jääjättiläiset vaeltavat tarpeeksi lähelle tähteä, niiden materiaali saattaa irrota kiekoksi aivan kuten WDJ0914+1914 tekee jääjättiläiselleen.
Seurapaperissa tähtitieteilijät osoittavat, mitä tapahtuu. Tuleva aurinkomme lähettää tarpeeksi korkean energian fotoneja irrottaakseen materiaalia Jupiterista, Saturnuksesta, Uranuksesta ja Neptunuksesta. Osa tästä kaasusta kulkeutuu kiekkoon ja sitten itse aurinkoon. Tulevat tähtitieteilijät, jos sellaisia on, voivat nähdä sen samalla tavalla kuin mekin.
Näkymä aurinkokunnasta vinosta kulmasta katsoen sisäänpäin kuudennen planeetan, Saturnuksen, kiertoradalta. Marsin ja Jupiterin kiertoradan välinen asteroidivyö näkyy myös leveänä läpikuultavana nauhana. Aurinko kehittyy valkoiseksi kääpiöksi noin 6 miljardin vuoden kuluttua. Mars ja aurinkokuntamme ulommat kaasujättiläiset selviävät tästä muodonmuutoksesta. Valkoinen kääpiö on muodostumisen jälkeen muutaman ensimmäisen miljoonan vuoden ajan erittäin kuuma ja sen voimakas EUV-päästö haihduttaa kaasua kaasujättiläisten ulkoilmakehistä. Valkoinen kääpiö kerää osan tästä kaasusta ja tuottaa ilmakehän linjoja, jotka voidaan havaita tuleville avaruustähtitieteilijöiden sukupolville. Luotto: Mark Garlick
Ryhmä saattoi myös vahingossa löytää tavan tutkia eksoplaneettojen ilmakehää.
Lehdistötiedotteessa tohtori Schreiber kommentoi: 'Olimme hämmästyneitä, kun tajusimme, että havainnoimme kuumia valkoisia kääpiöitä, voimme mahdollisesti nähdä allekirjoituksia Auringon ulkopuolisten planeettojen ilmakehistä. Vaikka tämä hypoteesi vaatii lisävahvistusta, se saattaa todellakin avata ovia kohti auringon ulkopuolisten planeettojen ilmakehän ymmärtämistä.'
Tämä on toinen kerta, kun tähtitieteilijät löytävät planeetan odottamattomasta paikasta. Marraskuussa tähtitieteilijät käyttävät TESS-tietoja löysi planeetan kiertää punaista jättiläistä. Molemmissa tapauksissa kaikkien näissä paikoissa olevien planeettojen olisi pitänyt tuhoutua, kun niiden tähdet laajenivat punaisiksi jättiläisiksi.
Mutta nyt kun kaksi on löydetty, on todennäköistä, että niitä tulee lisää, paljon enemmän. Toisessa artikkelissa kirjoittajat päättelevät, että nopeus on yksi 10 000 valkoisesta kääpiöstä, joka poistaa ilmakehän planeetoilta. Jos Linnunradassa on 10 miljardia valkoista kääpiötä, niistä 1 miljoona olisi planeettoja, jotka kylmät havaittaisiin spektroskooppisesti. Ja se varmasti muokkaa ymmärrystämme aurinkojärjestelmien kehittymisestä.
Iso-Britannian Warwickin yliopiston ja yhdysvaltalaisen Valparaison yliopiston tähtitieteilijät tekivät löydön. Heidän tutkimuksensa julkaistiin kahdessa lehdessä. Yksi paperi on nimeltään ' Jättimäisen planeetan kerääntyminen valkoiselle kääpiötähdelle ” ja julkaistiin Naturessa. Toinen paperi on nimeltään ' Kuumien valkoisten kääpiöiden haihduttamat kylmät jättiläisplaneetat ” ja julkaistiin Astrophysical Journal Lettersissa.
Lisää:
- Lehdistötiedote: Piilotettu jättiläisplaneetta paljastettiin pienen valkoisen kääpiötähden ympäriltä
- Tutkimus paperi: Kuumien valkoisten kääpiöiden haihduttamat kylmät jättiläisplaneetat
- Tutkimus paperi: Jättimäisen planeetan kerääntyminen valkoiselle kääpiötähdelle
- Universumi tänään: Se näyttää mahdottomalta, mutta jotenkin tämä planeetta selvisi tähtensä punaisen jättiläisen vaiheesta