Оцеляла планета след краха на слънцето ѝ осветява бъдещето на Земята

Наука Природа • •

Свят с размерите на Юпитер едва избягва унищожението, когато неговата звезда се разширява до червен гигант в предсмъртна агония - точно както се очаква да направи и нашето слънце след пет милиарда години.

Наскоро беше открита планета газов гигант, обикаляща около звезда бяло джудже, която дава представа как би могла да изглежда нашата собствена Слънчева...

Наскоро беше открита планета газов гигант, обикаляща около звезда бяло джудже, която дава представа как би могла да изглежда нашата собствена Слънчева система, след като нашата звезда се разшири до червен гигант и унищожи повечето от вътрешните планети.

© Илюстрация: Адам Макаренко

Вероятно най-късметлийската планета в Млечния път продължава щастливото си странстване из центъра на галактиката на около 6 500 светлинни години от нас.

Астрономи забелязват системата, описана в средата на октомври в научното списание Nature, когато планетата и нейната звезда изкривяват фона на звездната светлина. Далечният газов гигант, с размерите на Юпитер, обикаля мъничък звезден труп - бяло джудже с размерите на Земята, което някога силно е наподобявало Слънцето. С остаряването си, тази звезда се разширява в червен гигант, преди да се свие в плътната маса на бяло джудже - процес, който лесно може да унищожи обикалящите около звездата планети.

„Най-вероятно тази планета едва успява да избегне унищожаването“, казва Джулиет Бекер от Калифорнийския технологичен институт, която не участва в откриването на планетата.

Ако планетата се е намирала малко по-близо до своята звезда, с нея биха могли да се случат редица ужасни неща - от изгаряне до раздробяване – едно от които в крайна сметка ще сполети Земята, когато удари часът на нашето слънце.

„Тази система е много подобна на това, което очакваме за крайното състояние на нашата Слънчева система“, казва авторът на изследването Дейвид Бенет от Центъра за космически полети “Годард” на НАСА.

Също така, новооткритата слънчева система им помага да разберат доколко планетите могат да преживеят ужасяващата смърт на своите звезди. Ако се окаже, че запазените планети се срещат често край белите джуджета, тогава има „повече планети там, отколкото си мислехме“, казва астрономът Скот Гауди от Държавния университет в Охайо.

От глад за водород

С остаряването си, звездите изчерпват водорода, който захранва пещта в ядрата им. Това задейства поредица от събития, които застрашават всяка орбитална планета.

Гладуващото за водород слънце започва да се надува като балон, докато стане гигантска червена звезда. Когато тази участ застигне нашето слънце, то ще погълне и изгори Меркурий, а след това и Венера. Ако по някакво чудо Земята избегне изпепеляването, почти сигурно е ще бъде раздробена от адската гравитация на разширяващата се звезда.

Но Марс вероятно е достатъчно далеч, за да оцелее. Във външната част на Слънчева система четирите гигантски планети ще бъдат изтласкани до по-далечни орбити, но е възможно и да бъдат изхвърлени от Слънчевата система или дори да бъдат запратени към друго слънце.

„Има много, много наистина странни неща, които могат да се случат на планетите в една система с умираща звезда.“, казва Бекер. "Процесът е доста насилствен, особено за планетите във вътрешната част на системата."

Около милиард години след разширяването си в червен гигант, Слънцето ще се свие в плътен звезден труп – звезда бяло джудже, чиито размер ще е приблизително половината от първоначалната му маса. Тази маса обаче няма да изчезне, а ще се натъпка в кълбо с размерите на Земята. Този процес също може да причини хаос на близките планети. Всички оцелели светове ще се озоват в квартал, който ще изглежда по много различен начин. И дори четирите планети гиганти да се спасят, има голям шанс всички те да бъдат загубени при срещи с преминаващите през вечността други звезди.

Да преживееш ада

Въпреки че астрономите подозират, че планетите могат да оцеляват в хаоса, който смъртта на звездата създава, досега не са откривани много примери за такива планети щастливци. Новоописаната система е забелязана за първи път през 2010 г. от учени в сътрудничеството с Microlensing Observations in Astrophysics (съвместен проект между изследователи от Нова Зеландия и Япония), когато оцелялата планета и нейното бяло джудже застават точно пред по-далечна фонова звезда.

Това подравняване позволява на гравитацията на двойката да увеличава и изкривява далечната звездна светлина, създавайки събитие, което астрономите наричат гравитационно микролинзиране. Досега микролензингът открива около 90 свята, включително някои свободно плаващи планети, които успявайки да се изплъзнат от граха на своите звезди, се скитат отшелнически из галактиката.

Точният начин, по който газовата планета и нейната звезда бяло джудже огъват фоновата звездна светлина, разкрива няколко ключови характеристики на системата, включително самото наличие на звезда и планета, тяхното движение по небосклона и дори голямата орбита на планетата. Също така наблюденията помагат на астрономите да изчислят относителните маси на двата обекта. Но въпреки че системата, наречена MOA-2010-BLG-477Lb, завладява мислите на астрономите, те ще трябва да изчакат няколко години, преди да се опитат да я разгледат по-обстойно.

„Трудно е да се разграничи звездата на преден план от фоновата звезда, когато събитието застъпва (микролинзирането), защото в този момент те са точно една върху друга”, казва Бенет. "Така че чакаме да се разделят."

Как откриват далечната слънчева система

През 2015 г. Бенет и колегите му използват мощния телескоп Keck-II на върха на Мауна Кеа (угаснал вулкан на Хавайските острови), за да отидат "на лов" за звездата. Когато надникват в тъмнината с Keck-II, учените са наясно колко голямо разстояние трябва да е изминала планетата за тези пет години. И наистина, не откриват нищо подобно на търсените от тях звезда и планета.

Екипът повтаря наблюденията през 2016 г. И отново през 2018 г. И двата пъти няма резултат. Но учените знаят, че системата съществува, основавайки на изкривената звездна светлина.

След като извършват още изчисления, астрономите заключават, че системата включва свят с масата на Юпитер и звезда бяло джудже с приблизително половината от масата на Слънцето. А орбитата на планетата я поставя поне 2,8 пъти по-далеч от нейната звезда в сравнение с разстоянието между Земята и Слънцето. Това се равнява приблизително на мястото, което заема Астероидният пояс в нашата Слънчева система.

„Тази планета е там, където очакваме да се образуват гигантски планети“, казва Гауди. "И това показва, че тези аналогични на Юпитер обекти могат да оцеляват при краха на слънце."

По някакъв начин този огромен свят е заемал точното място, което му позволява да избегне унищожителните последици от трансформацията на своята звезда. Това разстояние обаче зависи не само от умиращата звезда, но и от характеристиките на планетата, и орбитите на всички останали планети от тази слънчева системата.

Галерия | Първите снимки на планетите от Слънчевата система

Вижте 10 снимки

В търсене на още планети, обикалящи около бели джуджета

И преди това откритие астрономите попадат на доказателства за планети, обикалящи около бели джуджета, но нито едно от тях не е толкова красноречива като това. Така например, през 2019 г. международен екип от астрономи забеляза пръстен от газообразни отломки около бяло джудже. Учените правят предположението, че малък, плътен остатък от планета вероятно е част от отломките. Един разрушен свят, който може би показва неизбежната съдба на Земята. Идентифицирани са още няколко други отломки, за които се смята, че представляват раздробени останки от злочести планети и астероиди.

А през 2020 г. друг екип, използващ инструмента TESS за търсене на екзопланети, идентифицира планета кандидат-гигантски свят, обикалящ около бяло джудже само за 34 часа. Тези 34 часа означават, че тази планета е толкова близо до своята звезда, че ако е стояла на същото място, когато слънцето ѝ се е трансформирало „определено би била погълната по време на фазата “червен гигант“, казва Бекер. "Което означава, че е трябвало да мигрира на мястото си, след като звездата става бяло джудже."

Всички тези наблюдения, заедно с новооткритата система, предполагат, че някои планети могат да оцеляват в еволюционните трансформации на своите звезди - поне за известно време. Но процесите, които определят дали една планета оцелява или среща своя крах, все още са неясни.

В новооткритата система може да има и още планети, кръжащи около бялото джудже, казва Бенет. Докато нашата собствена планета няма да преживее драматичната смърт на Слънцето, поне не в някакво разпознаваемо състояние, може би други светове ще го направят. А Слънчевата система ще продължи да се трансформира.

Загадки на Слънчевата система

Вижте повече

Загадки на Слънчевата система

Преди 20 години хората познавали приблизително 100 000 небесни тела в Слънчевата система. В началото на 2021 г. сме каталогизирали малко повече от 1 млн. обекта,...