Po raz pierwszy zaobserwowano, jak umierająca gwiazda rozrywa i pożera planety z całego swojego układu

W tym artykule:

1. Umierająca gwiazda, czyli niezwykły biały karzeł G238-44
2. Zupełnie inny układ planetarny
3. Nieistniejące planety, czyli czym zajmuje się nekroplanetologia
4. Jak będzie wyglądał Układ Słoneczny w przyszłości?

Jak umiera gwiazda? Wszystko zależy od jej wielkości. Jeśli jest ona zbliżona do Słońca, kres „zwykłego” życia gwiazdy nastąpi wraz z wypaleniem się paliwa termojądrowego, podtrzymującego reakcję syntezy jądrowej w jej środku.

Wówczas umierająca gwiazda zacznie się „nadymać”. Jej zewnętrzne warstwy powiększą się, pochłaniając wszystko, co znajduje się na ich drodze. Wnętrze gwiazdy zaś zapadnie się grawitacyjnie w niewielkie jądro. W astronomii nazywa się je białym karłem.

Białe karły są gorące i niezwykle gęste. Mogą być obiektami o masie Słońca, lecz o promieniu Ziemi. Warto przypomnieć, że średnica Ziemi jest ponad sto razy mniejsza od średnicy Słońca.

Umierająca gwiazda, czyli niezwykły biały karzeł G238-44

Na zakończonej niedawno konferencji Amerykańskiego Stowarzyszenia Astronomicznego grupa naukowców przedstawiła wyniki badania białego karła oznaczonego jako G238-44. To obiekt znajdujący się w odległości 86 lat świetlnych od Ziemi.

Budowa Słońca: narodziny i śmierć naszej najbliższej gwiazdy. Co się stanie ze Słońcem w przyszłości?

Jak wygląda budowa Słońca? Jest ono prawie idealną kulą gorącej plazmy, utrzymywaną przez grawitację i kształtowaną przez pole magnetyczne. A chociaż trzy czwarte jego masy stanowi lekki...

Analizując skład jego atmosfery, naukowcy odkryli zaskakujące połączenie pierwiastków. Atmosfera G238-44 zawierała aż dziesięć pierwiastków cięższych od helu. Były to:

• węgiel,
• azot,
• tlen,
• aluminium,
• magnez,
• krzem,
• fosfor,
• siarka,
• wapń,
• żelazo.

Szczególnie dużo wykryto żelaza i azotu. Po pierwsze wskazuje to, że umierająca gwiazda rozerwała, a następnie pochłonęła planetę (lub planety) z jądrem składającym się z płynnego lub stałego żelaza. Po drugie, że wchłonęła również obiekty lodowe, typu asteroidy albo komety składające się ze zmrożonego azotu. W Układzie Słonecznym znajdują się one dopiero w Pasie Kuipera, czyli w obszarze znajdującym się aż za orbitą Neptuna.

Zupełnie inny układ planetarny

– Nigdy jeszcze nie widzieliśmy, by te dwa rodzaje materiałów wpadały do białego karła jednocześnie – mówi Ted Johnson, fizyk i astronom z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles. – Gdy przeanalizowaliśmy dane, do ich wyjaśnienia najlepiej pasowało połączenie materiału z planety typu Merkurego oraz z lodowej komety w proporcjach dwa do jednego – wyjaśnia.

Gwiazda neutronowa emitująca nietypowe sygnały radiowe w naszej Galaktyce. Czym jest ten dziwny obiekt?

Zupełnie nowy rodzaj gwiazdy wypatrzyli astronomowie w rejonie Drogi Mlecznej odległym od Ziemi o 1300 lat świetlnych. Znajduje się tam obiekt, który wysyła impulsy radiowe z niespotykaną do...

Takie proporcje żelaza metalicznego i zmrożonego azotu wskazują, że w układzie G238-44 planety formowały się w zupełnie inny sposób niż w Układzie Słonecznym. – Nie znamy żadnego układu gwiezdnego, który miałby tak dużo obu tych pierwiastków jednocześnie – przyznaje Johnson.

Nieistniejące planety, czyli czym zajmuje się nekroplanetologia

Badanie atmosfery białego karła G238-44 pozwala formułować wnioski o ciałach niebieskich – planetach z jego układu – które już nie istnieją. To stosunkowo nowa dziedzina astrofizyki, określana nekroplanetologią.

Powstała ona zaledwie dwa lata temu, w 2020 r. Wówczas naukowcy opublikowali wyniki obserwacji białego karła WD 1145+017, wokół którego odkryli pozostałości świeżo pochłoniętej planety. Zasugerowali, by dziedzinę nauki zajmującą się badaniem już nieistniejących planet nazwać nekroplanetologią.

Jak będzie wyglądał Układ Słoneczny w przyszłości?

Co może nam dać nowa dziedzina nauki? Analiza białych karłów wskazuje, że układy gwiezdne mogą bardzo się od siebie różnić. Badania G238-44 sugerują dodatkowo, że w Drodze Mlecznej składniki, z których powstają skaliste planety typu ziemskiego, mogą być powszechne.

Astronomowie ustalili, kiedy w kosmosie pojawiły się pierwsze gwiazdy

Naukowcy przyjrzeli się sześciu najbardziej odległym znanym ludzkości galaktykom. Jak ustalili, większość pierwszych gwiazd nie przypominała naszego Słońca.

Co ciekawe, Układ Słoneczny może czekać bardzo podobny los do tego, jaki spotkał układ planetarny G238-44. Za ok. 5 mld lat, gdy Słońce się wypali, rozszerzy się tak, że pochłonie planety skaliste (w tym Ziemię). Rozciągający się między Marsem a Jowiszem pas asteroid może natomiast zasilić dysk akrecyjny umierającej gwiazdy. To zaś oznacza, że jeśli umierający Układ Słoneczny będą obserwować astronomowie z innych kosmicznych cywilizacji, dostrzegą bardzo podobny obraz, jaki my zobaczyliśmy, analizując białego karła G238-44.

Źródło: The Astrophysical Journal, UCLA.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com