Pentru prima dată, astronomii au descoperit dovezi ale existenței unei planete gigantice care orbitează în jurul unei mici stele pitice albe moarte. Și, în mod surprinzător, planeta de mărimea lui Neptun are un diametru de peste patru ori mai mare decât cel al stelei de mărimea Pământului pe care o orbitează.

“Această stea are o planetă pe care nu o putem vedea direct”, a declarat autorul studiului, Boris Gänsicke de la Universitatea din Warwick, într-un comunicat de presă. “Dar, deoarece steaua este atât de fierbinte, aceasta evaporă planeta, iar noi detectăm atmosfera pe care o pierde”. De fapt, steaua arzătoare trimite un flux de material vaporizat departe de planetă cu o rată de aproximativ 260 de milioane de tone pe zi.

Noua descoperire servește drept prima dovadă a unei planete gargantuesce care a supraviețuit tranziției unei stele la o pitică albă. Ea sugerează că planetele care se evaporă în jurul stelelor moarte pot fi oarecum comune în întregul univers. Și pentru că soarele nostru, la fel ca majoritatea stelelor, va evolua, de asemenea, în cele din urmă într-o pitică albă, descoperirea ar putea chiar să arunce lumină asupra soartei sistemului nostru solar.

O pereche neașteptată

Pitica albă în cauză, supranumită WDJ0914+1914, se află la aproximativ 1.500 de ani-lumină distanță, în constelația Cancer. Deși pitica albă nu mai suferă de fuziune nucleară ca o stea normală, căldura sa persistentă înseamnă că este încă la o temperatură amețitoare de 49.500 de grade Fahrenheit (25.000 de grade Celsius). Aceasta este de aproximativ cinci ori mai fierbinte decât soarele.

Cercetătorii au semnalat inițial miezul stelar în flăcări pentru a fi urmărit după ce au cernut aproximativ 7.000 de pitice albe identificate de Sloan Digital Sky Survey. Când echipa a analizat spectrele unice ale lui WDJ0914+1914, a detectat amprentele chimice ale hidrogenului, ceea ce este oarecum neobișnuit. Dar au detectat, de asemenea, semne de oxigen și sulf – elemente pe care nu le mai văzuseră niciodată înainte într-o pitică albă.

“A fost una dintre acele descoperiri întâmplătoare”, a declarat Gänsicke într-un comunicat de presă al Observatorului European de Sud (ESO). “Am știut că trebuie să se întâmple ceva excepțional în acest sistem și am speculat că ar putea fi legat de un anumit tip de rămășiță planetară.”

Așa că, pentru a înțelege mai bine ce se întâmplă în acest sistem ciudat, echipa a folosit instrumentul X-shooter de pe Very Large Telescope al ESO din Chile pentru a efectua observații ulterioare. Pe baza unei priviri mai detaliate, cercetătorii au aflat că elementele neobișnuite pe care le credeau încorporate în pitica albă proveneau de fapt dintr-un disc de gaz care se agita în jurul stelei moarte.

“La început, am crezut că este vorba de o stea binară cu un disc de acreție format din masa care curge între cele două stele”, a declarat Gänsicke. “Cu toate acestea, observațiile noastre arată că este o singură pitică albă cu un disc în jurul ei de aproximativ 10 ori mai mare decât Soarele nostru, format numai din hidrogen, oxigen și sulf. Un astfel de sistem nu a mai fost văzut până acum și mi-a fost imediat clar că aceasta era o stea unică.”

După ce și-au dat seama cât de neobișnuită era cu adevărat pitica albă, echipa și-a mutat atenția spre a afla ce naiba ar putea crea un astfel de sistem.

“A fost nevoie de câteva săptămâni de gândire foarte asiduă pentru a ne da seama că singura modalitate de a crea un astfel de disc este evaporarea unei planete gigantice”, a declarat Matthias Schreiber, un astronom de la Universitatea din Valparaiso din Chile, care a fost vital pentru a determina evoluția trecută și viitoare a bizarului sistem. Analiza lor detaliată a compoziției discului se potrivește cu ceea ce s-ar aștepta astronomii dacă măruntaiele unui gigant de gheață precum Uranus și Neptun ar fi vaporizate în spațiu.

Potrivit calculelor lui Schreiber, temperatura extremă a piticei albe înseamnă că aceasta bombardează planeta gigantică din apropiere – care se află la 0,07 unități astronomice (UA) de stea, unde 1 UA este distanța Pământ-Soare – cu fotoni de mare energie. Acest lucru face ca planeta să-și piardă masa cu o rată de peste 3.000 de tone pe secundă.

Dar, potrivit lucrării, publicată miercuri în Nature, “Pe măsură ce pitica albă continuă să se răcească, rata de pierdere a masei va scădea treptat și va deveni nedetectabilă în Și până atunci, adaugă lucrarea, planeta gigantică va fi pierdut doar “o fracțiune nesemnificativă din masa sa totală”, adică aproximativ 0,5 %.04 mase de Neptun.

Pentru că planeta gigantică se află atât de aproape de pitica albă, cercetătorii spun că aceasta ar fi trebuit să fie distrusă în timpul fazei de gigantă roșie a stelei. Asta dacă nu cumva a migrat spre interior după ce steaua a făcut tranziția către o pitică albă.

“Această descoperire reprezintă un progres major, deoarece în ultimele două decenii am avut tot mai multe dovezi că sistemele planetare supraviețuiesc până în faza de pitică albă”, a declarat Gänsicke. “Am văzut o mulțime de asteroizi, comete și alte obiecte planetare mici lovind pitice albe, iar pentru a explica aceste evenimente este nevoie de corpuri mai mari, cu masă planetară mai îndepărtată. A avea dovezi pentru o planetă reală care a fost ea însăși împrăștiată este un pas important.”

Destinul final al sistemului nostru solar

În 5 miliarde de ani, când soarele va arde ultimul hidrogen din miezul său, va trece la fuzionarea unor învelișuri concentrice de hidrogen în jurul miezului său acum inert. Acest proces instabil va face ca soarele să se umfle într-o gigantă roșie, ceea ce înseamnă că va înghiți Mercur, Venus și, probabil, Pământul.

Dar, pe măsură ce soarele se extinde, strânsoarea sa gravitațională asupra învelișului său exterior de material devine din ce în ce mai slabă. În cele din urmă, își va vărsa straturile exterioare în spațiu. Și odată ce va face acest lucru, un astronom extraterestru va vedea o frumoasă nebuloasă planetară care înconjoară nucleul ars și incredibil de fierbinte al soarelui – cunoscut sub numele de pitică albă.

Într-o lucrare însoțitoare publicată, de asemenea, miercuri în Astrophysical Journal Letters, Schreiber și Gänsicke explorează acest scenariu, detaliind modul în care viitorul soare pitic alb ar trebui, la fel ca WDJ0914+1914, să evapore planetele gigantice ale sistemului nostru solar.

“Într-un sens”, a spus Schreiber, “WDJ0914+1914 ne oferă o privire în viitorul foarte îndepărtat al propriului nostru sistem solar.”

.