Niezwykły układ szczątków wokół białego karła
Zespół badawczy kierowany przez Nicola Gentile’a Fusillo z Università degli Studi di Trieste, korzystając z teleskopu Very Large Telescope (VLT), należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), natrafił na rzadki układ materii otaczającej martwą gwiazdę. Według astronomów jego analiza może pomóc w poznaniu dalszych losów systemów planetarnych. Wyniki prac opublikowano na łamach czasopisma „Nature Astronomy”.
Szczątki obiektów, które dawniej obiegały gwiazdę, nie tworzą w tym przypadku jednego pierścienia. Są rozmieszczone w dwóch oddzielnych strukturach, pomiędzy którymi występuje wyraźna luka. Za taki układ materii mogą odpowiadać dwa obiekty o charakterze planetarnym, którym udało się przetrwać przemiany gwiazdy. Jeden z nich może osiągać rozmiary zbliżone do Plutona.
Możliwość przetrwania planet po zakończeniu życia ich gwiazdy macierzystej jest znana astronomom od pewnego czasu. Dotychczas nie natrafiono jednak na system charakteryzujący się równie skomplikowaną budową, obejmującą dwa pierścienie szczątków oraz prawdopodobnie dwa ocalałe planetozymale. W jego centrum znajduje się biały karzeł J1328−1450, czyli zwarte jądro pozostałe po gwieździe podobnej do Słońca, która zużyła dostępne paliwo.
W końcowej fazie ewolucji gwiazdy o masie zbliżonej do Słońca mocno się rozszerzają, po czym tracą swoje zewnętrzne warstwy. Rozrastający się obiekt może wówczas wchłonąć i zniszczyć planety znajdujące się na jego drodze. Fragmenty skalistych ciał, które uległy rozpadowi, mogą następnie zgromadzić się w dysku otaczającym pozostałe po gwieździe jądro.
Dwie odrębne struktury zamiast jednego dysku
System J1328−1450 wyróżnia się na tle innych dotychczas zbadanych białych karłów. Wokół jego centralnego obiektu astronomowie dostrzegli nie jeden, lecz dwa stabilne pierścienie materii, rozdzielone wyraźnym obszarem pozbawionym szczątków.
Obserwacje dostarczają informacji o gwałtownych i nieuporządkowanych przemianach zachodzących podczas rozpadu układów planetarnych. Wskazują również, że struktura dysków otaczających białe karły może być bardziej skomplikowana, niż wynikało z wcześniejszych odkryć.
Według naukowców za rozmieszczenie materii mogą odpowiadać dwa obiekty przypominające planety, poruszające się po różnych orbitach. Ciało związane z wewnętrznym pierścieniem może mieć zaledwie kilka kilometrów średnicy, a więc przypominać rozmiarami typową planetoidę. Drugi obiekt, powiązany z zewnętrznym pierścieniem, może natomiast dorównywać wielkością Plutonowi, a nawet Księżycowi.
Dotychczasowe odkrycia dysków szczątków wokół białych karłów opierały się na sygnałach świadczących o istnieniu jednej płaskiej, wirującej struktury. W przypadku J1328−1450 obraz okazał się inny. Dane z instrumentu X-Shooter, zamontowanego na teleskopie VLT ESO na chilijskiej pustyni Atakama, pozwoliły zidentyfikować dwie odrębne struktury.
W materiale tworzącym pierścienie stwierdzono obecność kilku pierwiastków, w tym wapnia, tlenu, magnezu oraz żelaza. Ich skład wskazuje na podobieństwo do skalistych obiektów planetarnych występujących w Układzie Słonecznym.
Badanie ujawniło także odmienne właściwości chemiczne obu struktur. W wewnętrznym pierścieniu stwierdzono dużą ilość magnezu w stanie gazowym, natomiast w zewnętrznym jego zawartość była zdecydowanie niższa. Zdaniem astronomów może to oznaczać, że materiał pochodzi z dwóch planet różniących się składem. Rozważana jest jednak również możliwość, że szczątki wywodzą się z różnych części jednego ciała niebieskiego, takich jak jego skorupa i jądro.
Jak może wyglądać schyłek Układu Słonecznego?
Astronomowie zwracają uwagę, że podobne przemiany mogą w bardzo odległej przyszłości objąć również Układ Słoneczny. Słońce ostatecznie stanie się białym karłem, a poprzedzające ten etap procesy mogą doprowadzić do zniszczenia Ziemi.
Analiza J1328−1450 pozwala przyjrzeć się temu, jak mogą wyglądać pozostałości systemów planetarnych po zakończeniu życia ich gwiazd. Dostarcza tym samym informacji istotnych dla poznania przyszłych losów układów podobnych do naszego.
Mariusz Drzewiecki
