Keď sa hviezdy dožívajú konca, ich príbeh sa zvyčajne uzatvára. Väčšie zanechajú čiernu dieru, menšie bielye trpaslíka a rozptýlený plyn s prachom. Astronómovia však už dlho uvažujú, že po tejto smrti môže začať nová kapitola. Tím z University of Warwick teraz v archíve Hubblovho vesmírneho teleskopu našiel chemickú stopu, ktorá naznačuje, že okolo bieleho trpaslíka HS 0209+0832 obieha planéta vzniknutá až z materiálu odvrhnutého umierajúcou hviezdou.
Ide o kandidáta na vôbec prvú potvrdenú planétu druhej generácie. Ak sa objav potvrdí, zmení to pohľad na to, ako dlho môžu planetárne systémy existovať a vyvíjať sa. Štúdia vyšla 5. októbra v časopise Nature Astronomy.
Hubble pozoroval HS 0209+0832 už v roku 1999. V spektre vtedy zachytil približne sto chemických signatúr, ktoré nevedel priradiť žiadnemu známemu prvku. Až s aktualizovanou chemickou databázou sa ukázalo, že mnohé z nich zodpovedajú nióbu (Nb). Ten sa v našej Slnečnej sústave bežne vyskytuje a používa sa aj v priemysle, no v atmosfére bieleho trpaslíka bol doteraz nepozorovaný.
Množstvo nióbu, ktoré Hubble zaznamenal, podľa tímu naznačuje prítomnosť hmotnej planéty bohaté na tento prvok. Niób patrí medzi ťažké prvky, ktoré nemôžu vznikať v jadrách hviezd bežnou termonukleárnou fúziou. Vzniká len v extrémnych podmienkach vnútri umierajúcich hviezd. To znamená, že planéta s takýmto zložením mohla vzniknúť až po tom, čo pôvodná hviezda vybuchla.
Ako to celé mohlo vyzerať? Po výbuchu hviezda odhodila svoje vnútro do priestoru. Časť tohto materiálu sa mohla sformovať do nového akrečného disku a z neho postupne vzniknúť plynnej planéty. Zvyšok sa rozptýlil. Práve takýto scenár opisuje aj nová štúdia.
Podľa odhadov je kandidátska planéta plynného obra podobná Jupiteru. Od bieleho trpaslíka ju delí približne 6 miliónov kilometrov, teda omnoho bližšie, než aká je vzdialenosť Merkúra od Slnka (58 miliónov kilometrov). HS 0209+0832 je navyše relatívne mladý a stále veľmi horúci. Intenzívne žiarenie spolu s blízkosťou planéty podľa výskumníkov rýchlo odstraňuje jej atmosféru. To môže vysvetliť, prečo Hubble zachytil niób: materiál unikajúci z planéty vytvára chvost podobný kométe, ktorý sa postupne akréciou dostáva na povrch hviezdy.
Na potvrdenie pozorovaní tím použil aj archívne údaje z už odstaveného teleskopu FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer) a štyri mesiace záznamov z misie TESS. Aj keď ide o nepriame dôkazy, kombinácia viacerých zdrojov robí výsledok robustnejším.
Čo je to planéta druhej generácie
Planéty prvej generácie, ako Zem alebo ostatné telesá Slnečnej sústavy, vznikli pred približne 4,5 miliardami rokov z plynu a prachu, ktoré obiehali okolo mladého Slnka. Tento materiál vytvoril protoplanetárny disk a z neho sa postupne pospájali zárodky planét. Je to dôverne známy scenár.
Planéta druhej generácie by však vznikla až neskôr, po smrti pôvodnej hviezdy. Keď hviezda odhodí svoje obálky, môže z tohto materiálu vzniknúť nový disk. Ak je ho dostatok a podmienky sú vhodné, môžu sa v ňom zrodiť nové telesá. Ide o teoretický koncept, ktorý astronómovia skúmajú už nejaký čas, no doteraz chýbalo priame pozorovanie. HS 0209+0832 by mohol byť prvým prípadom.
Ako sa niób stal kľúčom k objavu
Niób je pomerne vzácny prvok. Vzniká len v špecifických podmienkach, napríklad pri výbuchoch supernov alebo pri zrážkach neutrónových hviezd. V jadrách bežných hviezd sa netvorí, pretože na to treba príliš veľkú energiu a extrémne prostredie. Keď Hubble v spektre bieleho trpaslíka zachytil jeho výraznú prítomnosť, bolo to pre tím prekvapenie.
„Keď som ho prvýkrát uvidela v archívnych dátach, signatúra nióbu mi bola neznáma,“ povedala vedúca výskumu Abigail Williams z University of Warwick. „Ukázalo sa, že v bielom trpaslíkovi nebol nikdy predtým hlásený.“ Práve množstvo nióbu naznačuje, že v systéme musí byť veľké teleso, ktoré ho obsahuje. Inak by sa prvok v spektre neobjavil v takej vysokej koncentrácii.
Čo prezrádza vzdialenosť a žiarenie
Kandidátska planéta obieha okolo bieleho trpaslíka vo vzdialenosti približne 6 miliónov kilometrov. To je len zlomok vzdialenosti, akú má Merkúr od Slnka. Biely trpaslík je stále horúci a intenzívne žiari. To znamená, že planéta čelí silnému tlaku žiarenia, ktorý postupne strháva jej atmosféru.
Ak atmosféra uniká, vytvára okolo planéty oblak materiálu. Ten sa môže rozprestrieť do chvosta podobného kométe a postupne padať na hviezdu. Práve tento akrečný proces mohol vyniesť niób do atmosféry bieleho trpaslíka, kde ho Hubble zachytil. Tento mechanizmus je dôležitý, pretože vysvetľuje, prečo vôbec vidíme chemickú stopu po planéte, ktorú inak nedokážeme priamo zobraziť.
Hoci planéta čelí nepriaznivým podmienkam, nemusí zaniknúť. „Ak tam planéta druhej generácie naozaj je, myslím si, že pravdepodobne prežije,“ uviedla Williams. „Biely trpaslík nakoniec vychladne a ustáli sa na stabilnej teplote. Planéta sa tak môže na milióny rokov ocitnúť vo svojej stabilnej obývateľnej zóne.“
Táto predstava je dôležitá. Ak bieli trpaslíci dokážu hostiť planéty, ktoré prežijú dostatočne dlho, mohli by byť jedným z miest, kde hľadať podmienky vhodné na existenciu života. Neznamená to, že tam život je, ale rozširuje to zoznam prostredí, ktoré astronómovia berú do úvahy.
Ako ďalej overia, či planéta existuje
Dôkaz je zatiaľ nepriamy. Tím pracuje s chemickými stopami v spektre, nie s priamym zobrazením planéty. Na potvrdenie bude potrebných viac pozorovaní. Williams a jej kolegovia plánujú systém skúmať ešte niekoľko rokov. Chcú zistiť, aké časté sú planéty druhej generácie, ako vznikajú a ako sa vyvíjajú na obežných dráhach okolo bielych trpaslíkov.
Ak sa hypotéza potvrdí, HS 0209+0832 sa zapíše ako prvý známy prípad planéty, ktorá vznikla po smrti svojej hviezdy. To by znamenalo, že planetárne systémy nemusia byť len jednorazovým dôsledkom vzniku hviezdy. Môžu mať druhú, tretiu alebo aj ďalšie kapitoly. A práve to je posun v chápaní toho, ako vesmír funguje.
Vedci z University of Warwick spolupracovali s kolegami z Instituto de Astrofísica de Canarias, Racah Institute of Physics, Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, University of Wisconsin, MIT, LASP, Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics a Space Telescope Science Institute.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívne
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
