Teleskop James Webb Space Telescope (JWST) priniesol nové vysvetlenie toho, ako mohla planéta WD 1856 b obiehať okolo mŕtveho zvyšku hviezdy napriek tomu, že jej materská hviezda sa kedysi zmenila na červeného obra. Podľa nových pozorovaní je táto plynná planéta teplejšia, než by sa očakávalo, a jej atmosféra nesie stopy molekúl vrátane pravdepodobného metánu. Práve tieto údaje pomohli vedcom určiť, že planéta sa zrejme dostala na svoju dnešnú veľmi tesnú obežnú dráhu až po zániku hviezdy, nie počas jej najničivejšej fázy.
Snímka zobrazuje: NASA’s Webb Studies How Planet Survived Death of its Star.
Objav je dôležitý najmä preto, že ukazuje možný osud vonkajších planét v sústavách podobných tej našej. V našej Slnečnej sústave sa aj Slnko raz vyčerpá, rozšíri sa na červeného obra a napokon zostane len ako biely trpaslík. To, čo sa stalo okolo WD 1856+534, tak môže byť vzdialeným náhľadom do budúcnosti planét, ktoré dnes poznáme okolo Slnka.
WD 1856 b je plynné teleso veľké ako Jupiter, ktoré obieha biely trpaslík vzdialený asi 80 svetelných rokov od Zeme. Obežná doba planéty je len 34 hodín a jej dráha je extrémne tesná, približne 50-krát bližšie než Zem obieha okolo Slnka. Keby sa nachádzala takto blízko už počas fázy červeného obra, hviezda by ju podľa zistení zrejme zničila.
Vedci preto pomocou Webbovho teleskopu sledovali prechod planéty popred hviezdu. Z týchto meraní získali údaje o hmotnosti planéty, ktorú odhadli na štyri až jedenásť hmotností Jupitera, a tiež o jej teplote. Zistili, že planéta má asi 260 stupňov Fahrenheita, teda približne 126 stupňov Celzia. To je viac, než by naznačovalo samotné ožarovanie bielym trpaslíkom.
Práve tento rozdiel posunul vyšetrovanie správnym smerom. Ak dnešný zdroj energie nestačí vysvetliť nameranú teplotu, teplo musí byť pozostatkom z dávnejšej udalosti. Tím preto použil modely chladnutia podobných podhviezdnych objektov a spätne odhadol, kedy sa planéta zohriala. Záver bol, že k zahrievaniu došlo najpravdepodobnejšie 3 až 5,5 miliardy rokov po tom, čo sa hviezda zmenila na bieleho trpaslíka.
To podporuje scenár, podľa ktorého WD 1856 b najprv obiehala bezpečne ďalej od hviezdy a až neskôr sa presunula smerom dovnútra. Vedci pritom pripúšťajú aj druhú možnosť: že dráhu planéty ovplyvnili iné objekty v sústave. Biela trpaslica je totiž súčasťou trojhviezdneho systému a sprievodné hviezdy mohli zohrať úlohu pri migrácii planéty.
Webb navyše zachytil aj chemické stopy v atmosfére planéty. Vedci v nej vidia náznaky drobných oblačných častíc a uhľovodíkov, pravdepodobne metánu. Podľa autorov ide o prvý prípad, keď sa podarilo zaznamenať atmosféru planéty prechádzajúcej popred mŕtvu hviezdu.
Výsledky uverejnili v časopise Nature. Pre astronómov sú cenné aj preto, že ponúkajú jeden z mála priamych pohľadov na to, ako sa môžu vyvíjať plynné planéty po smrti svojej hviezdy.
Prečo je WD 1856 b pre astronómov výnimočná
WD 1856 b patrí medzi exoplanéty, ktoré obiehajú okolo bieleho trpaslíka, teda zvyšného jadra hviezdy podobnej Slnku. Takéto systémy sú pre výskum zriedkavé, no mimoriadne užitočné. Ukazujú totiž, čo sa môže stať s planétami po tom, čo hviezda prejde záverečnými štádiami svojho života.
Snímka zobrazuje: NASA’s Webb Studies How Planet Survived Death of its Star.
V bežnom jazyku to znamená, že astronómovia nehľadia len do minulosti vesmíru, ale aj do jeho veľmi vzdialenej budúcnosti. Ak sa podobný vývoj raz odohrá aj v našej sústave, pozorovanie WD 1856 b pomáha aspoň čiastočne odhadnúť, čo môže čakať vzdialené planéty.
Ako Webb získal údaje o teplote a atmosfére
JWST pozoroval planétu počas tranzitu, teda keď prešla popred svoju hviezdu. V takom momente planéta časť svetla od hviezdy zakryje a zmení sa aj spektrum, ktoré k observatóriu dorazí. Webb je citlivý najmä na infračervené žiarenie, takže vie zachytiť aj teplo vyžarované samotnou planétou.
Snímka zobrazuje: An orange gas giant planet at left, taking up about one-third of the frame, facing a star, which appears at top right as a far smaller bright dot.
V tomto prípade sa ukázalo, že infračervené svetlo bolo oslabené menej ako iné vlnové dĺžky. To naznačilo, že časť signálu pochádza z tepla planéty. Takto sa vedcom podarilo získať predstavu o jej teplote a zároveň zachytiť chemické stopy v atmosfére.
Čo naznačuje teplo v útrobách planéty
Zistená teplota bola kľúčom k vyriešeniu celej hádanky. Ak je planéta dnes výrazne teplejšia, než by mala byť len z ožiarenia bielym trpaslíkom, znamená to, že si v sebe nesie energiu z minulosti. Z pohľadu fyziky to dáva zmysel: teleso sa po silnom zahriatí postupne ochladzuje, nie však okamžite.
Snímka zobrazuje: Graphic titled u201cGas giant exoplanet WD 1856 b, transmission spectrum, NIRSpec PRISMu201d shows a graph of amount of light blocked by percent on.
Pre vedcov to otvorilo dve hlavné možnosti. Buď planéta prežila ponorenie do obálky umierajúcej hviezdy, alebo sa na svoju súčasnú dráhu presunula neskôr. Nové údaje a časovanie skôr podporujú druhú verziu. Podľa výpočtov sa zahrievanie odohralo dlho po tom, čo sa hviezda stala bielym trpaslíkom.
Čo môže znamenať migrácia planéty po zániku hviezdy
Ak sa WD 1856 b naozaj presunula dovnútra až po smrti hviezdy, ide o dôležitý príklad takzvanej migrácie planéty. Všeobecne môže gravitačné pôsobenie iných telies v systéme meniť dráhy planét aj po veľmi dlhom čase. V tomto prípade sa ako možný vplyv spomínajú sprievodné hviezdy v trojhviezdnom systéme.
Snímka zobrazuje: NASA’s Webb Studies How Planet Survived Death of its Star.
Pre planetárnu vedu je to zásadné, pretože ukazuje, že aj po dramatickom zániku hviezdy sa systém môže ďalej vyvíjať. Nie všetko sa skončí v okamihu, keď sa hviezda stane bielym trpaslíkom. Obežné dráhy sa môžu meniť ešte miliardy rokov.
Čo zostáva otvorené a čo príde ďalej
Aj keď nové údaje výrazne spresnili obraz o WD 1856 b, nie všetko je uzavreté. Vedci naďalej pracujú s viacerými scenármi vývoja systému a chcú lepšie pochopiť presnú úlohu ostatných hviezd. Otvorená zostáva aj podrobnejšia chemická skladba atmosféry planéty.
Snímka zobrazuje: NASA’s Webb Studies How Planet Survived Death of its Star.
Tím už medzitým zaznamenal ďalšie štyri tranzity pomocou Webbovho teleskopu, aby sa na atmosféru pozrel podrobnejšie. Z pohľadu výskumu exoplanét je to dôležité preto, že každý ďalší prechod môže priniesť presnejšie spektrálne údaje a pomôcť overiť, či sa metán a ďalšie látky skutočne potvrdia v plnom rozsahu.
V prípade WD 1856 b tak nejde len o kuriozitu vzdialeného systému. Je to laboratórny príklad toho, ako môžu planéty prežiť smrť svojej hviezdy, ako sa môžu presúvať v starých planetárnych systémoch a čo všetko ešte o budúcnosti podobných sústav nevieme.
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 aktívny
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.
