Halott csillagok körül kering két bolygó

A James Webb űrteleszkóp két idegen bolygót észlelt fehér törpék, egykor hatalmas, mára halott csillagok összeomlott maradványai körül keringve. A felfedezés sejtetést nyújt arról, hogyan fog kinézni a Naprendszerünk a Nap végső pusztulása után.

A James Webb űrteleszkóp (JWST) már bizonyította, hogy a hatalmas távolságokban lévő objektumok leképezésével képes a múltba tekinteni. Egy új áttörésnek köszönhetően a nagy teljesítményű műszer szinte tudományos kristálygömbként működik, és a Naprendszer távoli jövőjébe is betekinthet, írja a Live Science.

A JWST akkor végezte el a jóslást, amikor két különböző halott csillag, azaz fehér törpe körül keringő két extraszoláris bolygó, azaz exobolygó közvetlen irányába mutatott. A bolygók nem csak erősen hasonlítanak a Naprendszer gázóriásaira, a Jupiterre és a Szaturnuszra, de a fehér törpék a Nap sorsának analógiájaként is szolgálnak. Amikor a Nap maga is fehér törpévé változik, a változás valószínűleg elpusztítja a Naprendszer belső bolygóit – egészen a Jupiterig.

„Az a rendkívüli ebben a két bolygójelöltben, hogy hőmérséklet, kor, tömeg és keringési távolság tekintetében jobban hasonlítanak a külső Naprendszerünk bolygóihoz, mint bármely korábban talált bolygó” – mondta Susan Mullaly, a még szakértői véleményezésre váró kutatás vezető szerzője, a Space Telescope Science Institute csillagásza. „Ez az első esélyünk arra, hogy megnézzük, hogyan néz ki egy bolygórendszer, miután a csillaga elpusztult.”

A bolygójelölteket a JWST közép-infravörös műszere közvetlenül a WD 1202-232 és a WD 2105-82 fehér törpék körül keringve figyelte meg. Az egyik exobolygójelölt olyan távolságban van a fehér törpe gazdatestétől, amely körülbelül a Föld és a Nap közötti távolság 11,5-szeresének felel meg. A másik jelölt távolabb helyezkedik el halott csillagától, a Föld-Nap távolság 34,5-szeresénél.

Halott csillagok és óriásbolgyók – a Naprendszer jövője

A Nap körülbelül 5 milliárd év múlva kimeríti a magjában zajló magfúziós folyamatokhoz szükséges üzemanyagkészletét, és vörös óriássá duzzad. A külső rétegeiben azonban a magfúzió folytatódni fog. Egészen a Marsig ér majd, elnyelve a Merkúrt, a Vénuszt, a Földet és esetleg magát a vörös bolygót is. Végül ezek a külső rétegek lehűlnek, és egy parázsló csillagmagot hagynak maguk után. Egy fehér törpét.

Ezek az exobolygó-észlelések azonban arra utalnak, hogy mi történhet a Marson túli bolygókkal, a gázóriás Jupiterrel és a Szaturnusszal, ha a Nap meghal. „Arra számítunk, hogy a bolygók kifelé, szélesebb pályára sodródnak, miután egy csillag meghal. Tehát, ha visszatekerjük az időt ezeknél a bolygójelölteknél, akkor azt várnánk, hogy ezek a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonló keringési távolsággal rendelkezzenek. […] közvetlen bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonló bolygók túlélhetik a gazdatest csillaguk halálát” – mondta Mullaly.

Továbbá a felfedezés középpontjában álló fehér törpék a hidrogénnél és héliumnál nehezebb elemekkel szennyezettek. Ez utalhat arra, hogy mi fog történni a Mars és a Jupiter közötti aszteroidaövben lévő égitestekkel a Nap halála után.

„Azt gyanítjuk, hogy az óriásbolygók okozzák a fémszennyezést azáltal, hogy üstökösöket és aszteroidákat hajtanak a csillagok felszínére” – magyarázta Mullaly. „Mivel a fehér törpék 25-50%-a mutat ilyen jellegű szennyezést, ez azt jelenti, hogy az óriásbolygók gyakoriak a fehér törpecsillagok körül.”

Ritka közvetlen exobolygó észlelés

Az első exobolygók 1990-es évek közepén történt felfedezése óta a csillagászok mintegy 5000, a Naprendszeren kívüli csillagok körül keringő világot fedeztek fel. Viszont a Planetary Society szerint 2020 áprilisáig ezekben mindössze 50 exobolygót.

Egy ilyen hatalmas távolságban lévő bolygó fényét általában elnyomja a bolygó szülőcsillaga. Ezért az exobolygókat általában a csillaguk fényére gyakorolt hatásuk alapján lehet észrevenni. Vagy a fénykibocsátás csökkenését okozzák, amikor keresztezik a csillag arcát, vagy átvonulnak rajta, esetleg a bolygó gravitációsan rángatja a csillagot.

„A legtöbb eddig felfedezett exobolygót a tranzit módszerrel vagy a csillag mozgásának mérésével találták meg. Ezek a közvetett módszerek általában a csillaghoz sokkal közelebbi bolygóknak kedveznek. A közvetlen képalkotás jobban alkalmas a csillagtól távolabbi, nagyobb keringési távolságban lévő bolygók megtalálására” – mondta Mullaly.

A JWST a bolygók közvetlen észlelésével megnyitotta a lehetőséget e világok további tanulmányozására. A tudósok mostantól olyan dolgokat vizsgálhatnak, mint a bolygók légkörének összetétele, és közvetlenül mérhetik tömegüket és hőmérsékletüket.

Mullaly hozzátette, hogy nem minden, amit ő és csapata felfedezett ezekről az exobolygókról, volt várható, és hogy ezek a furcsaságok megváltoztathatják azt, ahogyan a csillagászok általában gondolkodnak az ilyen exobolygókról.

„Ha ezek bolygók, akkor meglepő, hogy nem olyan vörösek a közép-infravörös tartományban, mint amire számítanánk. A JWST által 5 és 7 mikronnál begyűjtött fénymennyiség fényesebb, mint amire mindkét exobolygójelölt esetében számítanánk” – zárta Mullaly. „Ez megkérdőjelezheti az exobolygók légköreinek fizikájáról és kémiájáról alkotott elképzeléseinket. Vagy talán azt jelenti, hogy van egy másik fényforrás, például egy felhevült hold, amely a bolygó körül kering.”

Érdemes elolvasni:

• Egy gyerekeknek készült poszter hibája miatt átnevezték a Naprendszer első kvázi-holdját
• Mágneses anomáliát fedeztek fel mélyen az új-zélandi Rotorua-tó alatt