Keď sa pred desaťročiami začali objavovať prvé exoplanéty, astronómovia ich hľadali tam, kde to dávalo zmysel – pri hviezdach podobných Slnku. Bieli trpaslíci, chladnúce zvyšky hviezd, sa vtedy zdali byť len popolom po hviezdnom živote, nie miestom, kde by mohli vznikať nové svety. Teraz tím pod vedením University of Warwick prináša dôkazy, ktoré tento pohľad menia. Pri bielom trpaslíkovi s označením HS 0209+0832 objavil stopy, ktoré podľa vedcov najlepšie vysvetľuje prítomnosť novovzniknutej planéty – takej, ktorá sa zrodila z materiálu odvrhnutého počas smrti pôvodnej hviezdy.
Táto potenciálna planéta je plynulý obor podobný Jupiteru a obieha svojho bieleho trpaslíka neuveriteľne rýchlo – za 4,4 dňa. Ak sa potvrdí, pôjde o vôbec prvú známu planétu druhej generácie, teda svet, ktorý nevznikol spolu s hviezdou, ale až po jej zániku. Výskum vedie Jamie Williams, doktorand fyziky na University of Warwick, a výsledky tím publikoval v časopise Nature Astronomy.
Kľúčovým vodítkom je chemické zloženie atmosféry bieleho trpaslíka. HS 0209+0832 sa nachádza približne 270 svetelných rokov od nás v súhvezdí Cetus (Veľryba). Jeho atmosféra obsahuje zinok, meď, hliník, kremík a titán, no predovšetkým vzácny niób. Toho tam Hubbleov teleskop nameral viac ako tisíckrát viac než v Slnku. Práve toto chemické „podozrenie“ viedlo tím k opätovnej analýze 25 rokov starých archívnych údajov z Hubbleovho teleskopu, ktoré doplnili pozorovania z ďalekohľadu FUSE a satelitu TESS.
Niób patrí medzi prvky ťažšie ako železo a v jadrách hviezd nevzniká bežnou termonukleárnou fúziou. Ako pripomína Nicholas Stone, teoretický astrofyzik z University of Wisconsin–Madison a spoluautor práce, tieto ťažké prvky sa môžu syntetizovať len v extrémnych podmienkach, ktoré krátko existujú vnútri umierajúcich hviezd. Dominantným mechanizmom je pomalý záchyt neutrónov, takzvaný s-proces, pri ktorom ľahšie prvky postupne pohlcujú neutróny a vytvárajú ťažšie. Prítomnosť nióbu je preto podľa Stonea „signpost“ – ukazovateľom, že sa do okolia uvoľnili vnútornosti umierajúcej hviezdy.
Vedci si nie sú úplne istí, koľko takýchto planét druhej generácie môže existovať. „Nemáme dostatok štatistík, aby sme s istotou predpovedali, koľko ich je,“ hovorí Williams. Keďže však HS 0209+0832 vznikol z hviezdy podobnej Slnku, je možné, že takéto planéty by mohli vznikať okolo mnohých hviezd. To je dôležitý posun: ak sa planéty dokážu zrodiť aj z pozostatkov hviezdnej smrti, rozširuje to naše chápanie toho, kde a kedy môžu vznikať svety.
Prečo sú bieli trpaslíci a ich planéty vôbec možné
Bieli trpaslíci sú zvyšky hviezd podobných Slnku, ktoré po vyčerpaní paliva odhodili vonkajšie vrstvy a zostalo len husté, horúce jadro. Keďže už neprodukujú energiu fúziou, len pomaly chladnú. Podľa Williamsa môže biely trpaslík zostať na rovnakej teplote až desiatky miliárd rokov. To znamená, že ak by okolo neho obiehala planéta v správnej vzdialenosti, mohla by zostať v obývateľnej zóne oveľa dlhšie než Zem okolo Slnka. Taká planéta by však musela byť veľmi blízko – v priemere len 2,7 milióna kilometrov od trpaslíka. Napriek tomu by podľa teoretických úvah mohla zostať obývateľná po desiatky miliárd rokov.
Keď hviezda umiera, odhodí veľké množstvo materiálu. Z tohto plynu a prachu sa môže vytvoriť nový disk, v ktorom sa gravitáciou začnú spájať častice – podobne ako pri vzniku planét v ranom vesmíre. Williams a jeho kolegovia sa domnievajú, že práve takto vznikla aj planéta pri HS 0209+0832. Chemické zloženie atmosféry bieleho trpaslíka, obohatené o niób, naznačuje, že trpaslík „požiera“ materiál z tejto novej planéty alebo z disku, z ktorého sa formuje. Prítomnosť nióbu je stopou, ktorá spája pozorované prvky s procesmi prebiehajúcimi v umierajúcej hviezde.
Astronomers Detect Potential âSecond Generationâ Planet Around Dying Stellar White Dwarf.
Niób sa bežne používa na Zemi – napríklad v šperkoch alebo v lekárskych zobrazovacích prístrojoch. V tomto systéme však jeho množstvo nezodpovedá tomu, čo by vzniklo pri narodení hviezdy. Ako vysvetľuje Williams, niób v takom množstve poukazuje na planétu, ktorá sa sformovala z materiálu vyvrhnutého pri hviezdnej smrti, nie z pôvodného oblaku. Navyše, niób a iné prvky ťažšie ako železo sa netvoria v jadrách hviezd bežnou fúziou – vznikajú len v extrémnych podmienkach počas umierania hviezdy. Práve preto je niób takým silným indikátorom: jeho prítomnosť hovorí, že sme svedkami druhej generácie planét.
Astronomers Detect Potential âSecond Generationâ Planet Around Dying Stellar White Dwarf.
Williams tvrdí, že prvky ako niób možno použiť ako signatúry akrecie z planét druhej generácie. To otvára cestu k systematickému hľadaniu. „Pozorovanie ďalších horúcich bielych trpaslíkov Hubbleom by mohlo odhaliť viac kandidátov,“ hovorí Williams. Keďže ide o archívne dáta, nejde o nové cielené pozorovanie, ale o dôkaz, že sa to dá. Ak sa nájdu ďalšie prípady, astronómovia budú môcť začať stavať štatistiku a lepšie pochopiť, ako často sa takéto planéty tvoria.
Hoci by biely trpaslík mohol planétu zohrievať, Williams upozorňuje, že život na takej planéte by pravdepodobne nemal jednoduchý štart. Planéta by totiž nedostávala rovnaké molekuly ako Zem. Chýbali by jej prvky a zlúčeniny, ktoré považujeme za kľúčové pre vznik života. Aj keď teda teoreticky môže ísť o obývateľnú zónu, podmienky na vznik života sú neisté. Tento objav však rozširuje predstavu o tom, kde všade sa môžu formovať planéty – a to aj po smrti hviezdy.
Čo ešte nevieme a čo bude nasledovať
Zatiaľ ide o potenciálnu planétu. Tím ju detekoval nepriamo, cez chemické stopy v atmosfére bieleho trpaslíka, nie priamym zobrazením. Na potvrdenie existencie bude potrebný ďalší výskum a viac podobných nálezov. Williams priznáva, že chýbajú štatistiky na to, aby sme vedeli, koľko takýchto planét existuje. Zároveň však dodáva, že keďže HS 0209+0832 vznikol z hviezdy podobnej Slnku, mohli by takéto planéty vznikať okolo mnohých hviezd. Naše vlastné Slnko raz prejde fázou červeného obra a skončí ako biely trpaslík. Aj ono by mohlo spustiť s-procesy a dať vzniknúť planéte druhej generácie. Zem bude v tom čase už dávno minulosťou – buď ju pohltí rozpínajúce sa Slnko, alebo bude spálená na nepoznanie. No myšlienka, že po nás ešte môže vzniknúť nový svet, je pozoruhodná.
Tento výskum ukazuje, že planéty nemusia vznikať len na začiatku hviezdneho života. Môžu sa rodiť aj z jeho popola. Ak sa to potvrdí, zmení to naše chápanie planetárnych systémov a možno aj toho, kde hľadať obývateľné svety. Zatiaľ však zostáva opatrnosť – ide o prvý náznak, nie o hotovú vec.
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.
