Planeta przetrwała śmierć gwiazdy

Międzynarodowy zespół naukowców przestudiował atmosferę planety WD 1856 b po raz pierwszy. Następnie, posiadając dane na temat jej atmosfery, masy i temperatury, zrekonstruowano losy planety. Okazało się, że początkowo WD1856 b krążyła wokół swojej gwiazdy w bezpiecznej odległości. Dopiero miliardy lat po śmierci gwiazdy planeta przesunęła się w jej stronę.

System WD 1856 znajduje się 80 lat świetlnych od nas. Jego centralną część stanowi biały karzeł, czyli końcowe stadium ewolucji gwiazdy takiej, jak Słońce. Biały karzeł to obiekt wielkości Ziemi, ale o masie gwiazdy. Obserwowana planeta ma od 4 do 11 mas Jowisza i promień ośmiokrotnie większy niż biały karzeł, ktoremu towarzyszy. Fakt, że gwiazda ma mniejsze rozmiary niż jej planeta, jest nietypowy dla tradycyjnych układów planetarnych.

Żeby było jeszcze ciekawiej, planeta krąży niezwykle blisko białego karła, obiegając go w zaledwie 1,4 dnia. Gdyby wcześniej znajdowała się tak blisko, nie przetrwałaby poprzedniego etapu ewolucji swojej gwiazdy – fazy czerwonego olbrzyma.

Dzieje się tak wtedy, gdy gwiazda taka jak Słońce wyczerpuje swoje paliwo i rozrasta się ponad stukrotnie w promieniu. Czerwone olbrzymy mogą pochłonąć swoje pobliskie planety. W przypadku Słońca w tej fazie pochłonie ono Merkurego, Wenus, być może także Ziemię.

Istnieją dwie hipotezy na temat tego, w jaki sposób planeta WD 1856 b znalazła się tam, gdzie ją widzimy. Jedna to pochłonięcie planety przez umierającą gwiazdę, które planeta w nieznany sposób przetrwała. Druga to migracja na skutek oddziaływań grawitacyjnych innych obiektów w układzie planetarnym. Biały karzeł należy do układu potrójnego gwiazd, więc dwie sąsiednie gwiazdy mogły wpłynąć na orbitę planety.

Zebrane dane wskazują, że raczej nastąpił ten drugi scenariusz.

Obserwacje pokazały, że planeta jest znacznie gorętsza niż przypuszczano – panuje tam około 127 stopni Celsjusza. To o blisko 240 stopni więcej, niż dawałoby promieniowanie białego karła. W połączeniu z modelami ochładzania się olbrzymich planet okazało się, że planeta prawdopodobnie ociepliła się, gdy przemieściła się bliżej gwiazdy, dopiero 3 do 5,5 miliarda lat po tym, gdy gwiazda stała się białym karłem.

Przyczyną ocieplenia były interakcje z silną grawitacją białego karła. W tym scenariuszu, w fazie czerwonego olbrzyma swojej gwiazdy, planeta znajdowała się w bezpiecznej odległości.

Omawiany układ planetarny być może daje nam obraz tego, jak w przyszłości może wyglądać los Układu Słonecznego – gdy i Słońce stanie się czerwonym olbrzymem, a potem białym karłem. Układ Słoneczny może potem ewoluować jeszcze przez kolejne miliardy lat.

Praca opisująca wyniki badań ukazała się w „Nature”. Opisano w niej także odkrycie obecności metanu i chmur w atmosferze planety. Pierwszym autorem publikacji jest Ryan J. MacDonald z University of St. Andrews w Szkocji.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) został wystrzelony pod koniec 2021 roku. Projekt prowadzony jest przez NASA, we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) oraz Kanadyjską Agencją Kosmiczną (CSA).