A csillagászok most először találtak bizonyítékot arra, hogy egy óriásbolygó kering egy apró, halott fehér törpecsillag körül. És meglepő módon a Neptunusz méretű bolygó több mint négyszer akkora átmérőjű, mint a Föld méretű csillag, amely körül kering.

“Ezen a csillagon van egy bolygó, amelyet nem látunk közvetlenül” – mondta Boris Gänsicke, a tanulmány szerzője a Warwicki Egyetemről egy sajtóközleményben. “De mivel a csillag annyira forró, elpárologtatja a bolygót, és mi észleljük a légkört, amit elveszít”. Valójában a perzselő csillag naponta mintegy 260 millió tonna párolgó anyagot küld el a bolygóról.

Az új felfedezés az első bizonyíték arra, hogy egy óriási bolygó túlélte a csillag fehér törpévé válását. Ez arra utal, hogy a halott csillagok körül elpárolgó bolygók némileg gyakoriak lehetnek a világegyetemben. És mivel a mi Napunk, mint a legtöbb csillag, szintén fehér törpévé fog fejlődni, a felfedezés még a Naprendszerünk sorsára is fényt deríthet.

Egy váratlan párosítás

A szóban forgó fehér törpe, amelyet WDJ0914+1914-nek neveztek el, körülbelül 1500 fényévre van tőlünk, a Rák csillagképben. Bár a fehér törpében már nem megy végbe a magfúzió, mint egy normális csillagban, tartós hője miatt még mindig 49 500 Fahrenheit-fokos (25 000 Celsius-fokos) hőség uralkodik. Ez mintegy ötször forróbb, mint a Nap.

A kutatók eredetileg a Sloan Digital Sky Survey által azonosított mintegy 7000 fehér törpe átvizsgálása után jelölték meg a parázsló csillagmagot, hogy nyomon kövessék. Amikor a csapat elemezte a WDJ0914+1914 egyedi színképét, hidrogén kémiai ujjlenyomatait észlelték, ami némileg szokatlan. De észrevették az oxigén és a kén jeleit is – olyan elemeket, amelyeket még soha nem láttak fehér törpékben.

“Ez egyike volt azoknak a véletlen felfedezéseknek” – mondta Gänsicke az Európai Déli Obszervatórium (ESO) sajtóközleményében. “Tudtuk, hogy valami rendkívüli dolognak kell történnie ebben a rendszerben, és azt feltételeztük, hogy valamilyen bolygómaradványhoz lehet köze.”

Azért, hogy jobban megértsék, mi történik a különös rendszerben, a csapat az ESO chilei Nagyon Nagy Teleszkópjának X-shooter műszerével nyomon követési megfigyeléseket végzett. A részletesebb vizsgálat alapján a kutatók megtudták, hogy a szokatlan elemek, amelyekről azt hitték, hogy a fehér törpébe ágyazódtak, valójában a halott csillag körül kavargó gázkorongból származnak.

“Először azt hittük, hogy ez egy kettőscsillag, amelynek akkréciós korongja a két csillag között áramló tömegből keletkezett” – mondta Gänsicke. “A megfigyeléseink azonban azt mutatják, hogy ez egy egyetlen fehér törpe, körülötte egy koronggal, amely nagyjából tízszer akkora, mint a mi Napunk, és kizárólag hidrogénből, oxigénből és kénből áll. Ilyen rendszert még soha nem láttak, és azonnal világos volt számomra, hogy ez egy egyedülálló csillag.”

Miután rájöttek, hogy a fehér törpe valóban mennyire szokatlan, a csapat arra összpontosított, hogy kitalálják, mi a fene hozhat létre egy ilyen rendszert.

“Néhány hét nagyon kemény gondolkodásba telt, mire rájöttek, hogy egy ilyen korong csak egy óriásbolygó elpárolgásával jöhet létre” – mondta Matthias Schreiber, a chilei Valparaisói Egyetem csillagásza, akinek létfontosságú szerepe volt a bizarr rendszer múltbeli és jövőbeli fejlődésének meghatározásában. A korong összetételének részletes elemzése megegyezik azzal, amit a csillagászok várnának, ha egy olyan jégóriás, mint az Uránusz és a Neptunusz belseje elpárologna az űrbe.

Schreiber számításai alapján a fehér törpe extrém hőmérséklete azt jelenti, hogy nagy energiájú fotonokkal bombázza a közeli óriásbolygót – amely 0,07 csillagászati egységre (AU) van a csillagtól, ahol 1 AU a Föld-Nap távolság -. Ennek hatására a bolygó másodpercenként több mint 3000 tonnát veszít a tömegéből.

A Nature-ben szerdán megjelent tanulmány szerint azonban “Ahogy a fehér törpe tovább hűl, a tömegvesztés mértéke fokozatosan csökkenni fog, és kimutathatatlanná válik a És addigra, teszi hozzá a tanulmány, az óriásbolygó csak “teljes tömegének jelentéktelen töredékét”, vagyis körülbelül 0 tonnát veszít.04 Neptunusz-tömeget.

Mivel az óriásbolygó olyan közel van a fehér törpéhez, a kutatók szerint a csillag vörös óriás fázisában kellett volna megsemmisülnie. Vagyis, hacsak nem vándorolt befelé, miután a csillag fehér törpévé változott.

“Ez a felfedezés nagy előrelépés, mert az elmúlt két évtizedben egyre több bizonyítékunk volt arra, hogy a bolygórendszerek túlélnek a fehér törpe fázisig” – mondta Gänsicke. “Rengeteg aszteroidát, üstököst és más kis bolygószerű objektumot láttunk fehér törpékbe csapódni, és ezen események magyarázatához nagyobb, bolygótömegű égitestekre van szükség távolabb. Fontos lépés, hogy bizonyítékunk van egy tényleges bolygóra, amely maga is beleszóródott.”

Naprendszerünk végső sorsa

5 milliárd év múlva, amikor a Nap elégeti az utolsó hidrogént is a magjában, áttér a hidrogén koncentrikus héjainak fúziójára a most már inaktív magja körül. Ez az instabil folyamat hatására a Nap vörös óriássá fog duzzadni, ami azt jelenti, hogy elnyeli a Merkúrt, a Vénuszt és valószínűleg a Földet is.

De ahogy a Nap tágul, a külső anyagburok gravitációs szorítása egyre gyengébbé válik. Végül a külső rétegeit az űrbe taszítja. És amint ezt megteszi, egy idegen csillagász egy gyönyörű planetáris ködöt látna a Nap kiégett, hihetetlenül forró magja körül – amit fehér törpeként ismerünk.

Az Astrophysical Journal Letters-ben szerdán szintén megjelent kísérő tanulmányban Schreiber és Gänsicke ezt a forgatókönyvet vizsgálja, részletezve, hogy a jövőbeli fehér törpe napnak a WDJ0914+1914-hez hasonlóan hogyan kellene elpárologtatnia a Naprendszerünk óriásbolygóit.

“Bizonyos értelemben”, mondta Schreiber, “a WDJ0914+1914 betekintést nyújt számunkra a saját Naprendszerünk nagyon távoli jövőjébe.”