اكتشف علماء الفلك كوكبًا كبيرًا بحجم نبتون يدور حول نجم قزم أبيض. الكوكب أكبر بأربع مرات من النجم ، ويبدو أن القزم الأبيض يدمر الكوكب ببطء: الحرارة من القزم الأبيض تبخر المواد من الغلاف الجوي للكوكب ، وتشكل ذيلًا يشبه المذنب.
القزم الأبيض هو النهاية لنجوم مثل شمسنا. مع نفاد الوقود من نجم شبيه بالشمس ، يتوسع إلى عملاق أحمر. خلال تلك المرحلة ، يتم إلقاء الكثير من كتلة النجم في الفضاء. بعد ذلك ، ما تبقى هو قزم أبيض صغير رائع.
القزم الأبيض هو في الغالب قوة مستهلكة بعبارات ممتازة. إنه في حالته النهائية ، لا يبدد نفس الطاقة التي اعتاد عليها. لكنها لا تزال إشعاعية بما يكفي لتجريد الغلاف الجوي من الكوكب. وهذا ما يحدث للنجم في هذه الدراسة ، المسمى WDJ0914 + 1914.
كان القزم الأبيض في هذه الدراسة من بين 10000 تم مسحها بواسطة Sloan Digital Sky Survey (SDSS.) العمل مع بيانات Sloan ، قام علماء الفلك في Warwick بتحليل الضوء القادم من القزم الأبيض. جاءت الاختلافات الدقيقة لكن القابلة للكشف في الضوء من النظام الذي سمح للفلكيين بتحديد العناصر الموجودة.
اكتشفوا طفرات صغيرة في الهيدروجين والأكسجين والكبريت. كان الهيدروجين غير مألوف ، حيث أن الأقزام البيضاء تتكون في الغالب من الأكسجين والكربون ، ولم يتم مشاهدة الأكسجين والكبريت من قبل في مثل هذه الحالة. نظروا عن قرب مع التلسكوب الكبير جدًا (VLT) ووجدوا أن شكل العناصر الثلاثة يشير إلى وجود حلقة من الغاز حول WDJ0914 + 1914.
"مثل هذا النظام لم يسبق له مثيل من قبل ، واتضح لي على الفور أن هذا كان نجماً فريداً."
د. بوريس جانيسيكي ، جامعة وارويك.
في البداية ، اعتقد الباحثون أنهم يرون نجمة ثنائية.
الدكتور بوريس غينيسكي من جامعة وارويك هو المؤلف الرئيسي لإحدى الدراسات. وقال في بيان صحفي "في البداية اعتقدنا أن هذا نجم ثنائي بقرص تنامي يتكون من تدفق كتلة بين النجمين. ومع ذلك ، تُظهر ملاحظاتنا أنه قزم أبيض واحد يحيط به قرص حوالي عشرة أضعاف حجم شمسنا ، مصنوع فقط من الهيدروجين والأكسجين والكبريت. لم يسبق رؤية مثل هذا النظام من قبل ، وكان واضحًا لي على الفور أن هذا كان نجمًا فريدًا ".
بعد مزيد من التحليل ، وجد علماء الفلك أن القزم الأبيض كان يتراكم الأكسجين والكبريت من القرص. كانوا قادرين على تحليل تكوين القرص نفسه ، واكتشفوا أنه يطابق الطبقات الأعمق من الكواكب في نظامنا الشمسي مثل نبتون وأورانوس ، وكلاهما من عمالقة الجليد.
على الرغم من توقف الاندماج منذ فترة طويلة ، إلا أن القزم الأبيض لا يزال حوالي 28000 درجة مئوية. إنها تبذل طاقة كافية لقصف الكوكب غير المرئي وتبخر مواده. تظهر حسابات الفريق أنه يتم تجريد حوالي 3000 طن من المواد في القرص كل ثانية.
قال دكتور جاينيسكي: "هذا النجم يحتوي على كوكب لا نستطيع رؤيته مباشرة ، ولكن لأن النجم حار جدًا فهو يتبخر الكوكب ، ونكتشف الغلاف الجوي الذي يفقده."
"إن هذا الاكتشاف هو تقدم كبير لأنه على مدى العقدين الماضيين كان لدينا أدلة متزايدة على أن الأنظمة الكوكبية تعيش في مرحلة القزم الأبيض".
دكتور. BORIS GAENSICKE ، جامعة WARWICK.
ليست كل الأقزام البيضاء ساخنة مثل هذه. وهذا يعني أنه من غير المحتمل اكتشاف أي كواكب تدور حولها بنفس الطريقة. ولكن يجب أن يكون هناك المزيد منهم. في الواقع ، قد يكون هناك ما يصل إلى 10 مليار قزم أبيض في درب التبانة. ما النسبة المئوية منها ساخنة بما يكفي لجعل الكواكب تتفاعل معها مثل هذا السؤال المفتوح.
قال الدكتور جاينيسكي: "قد يكون هناك العديد من الأقزام البيضاء الأكثر برودة التي تحتوي على كواكب ولكن تفتقر إلى الفوتونات عالية الطاقة اللازمة لدفع التبخر ، لذلك لن نتمكن من العثور عليها بنفس الطريقة". "ومع ذلك ، فإن بعض هذه الكواكب يمكن اكتشافها باستخدام طريقة العبور بمجرد أن يبدأ تلسكوب المسح السينوبتيكي الكبير في السماء." (قد يتم إعادة تسمية هذا التلسكوب باسم تلسكوب مسح فيرا روبين.)
هناك مجموعة متزايدة من الأدلة تظهر أن الكواكب قد تعيش في مرحلة القزم الأبيض لنجمها. يضيف هذا الاكتشاف وزنًا إلى هذا الدليل.
قال الدكتور "هذا الاكتشاف هو تقدم كبير لأنه على مدى العقدين الماضيين كان لدينا أدلة متزايدة على أن الأنظمة الكوكبية تعيش في مرحلة القزم الأبيض" ، "لقد رأينا الكثير من الكويكبات والمذنبات وغيرها من الأجسام الكوكبية تضرب الأقزام البيضاء ، وشرح هذه الأحداث يتطلب أجسامًا أكبر حجمًا على مستوى كوكب الأرض. إن امتلاك أدلة على وجود كوكب حقيقي مبعثر في حد ذاته يعد خطوة مهمة ".
وفقًا للدكتور ماتياس شرايبر ، المؤلف الرئيسي للورقة الثانية ، فإن نظام WDJ0914 + 1914 هو لمحة عن المستقبل. "بشكل ما ، تزودنا WDJ0914 + 1914 بلمحة عن المستقبل البعيد جدًا لنظامنا الشمسي".
في نهاية المطاف ، ستشترك شمسنا في نفس المصير مثل هذا القزم الأبيض. سيصبح عملاقًا أحمر ، يوسع ويغلف عطارد والزهرة والأرض. (ربما حتى المريخ.) بعد ذلك ، بعد 6 مليارات سنة من الآن ، سيكون قزمًا أبيض. إذا كانت عمالقة الغاز وعمالقة الجليد في نظامنا الشمسي تهاجر قريبًا بما يكفي من النجم ، فقد يتم تجريد موادهم بعيدًا إلى قرص تمامًا كما يفعل WDJ0914 + 1914 لعملاق الثلج الخاص به.
في ورقة مصاحبة ، يشير الفلكيون إلى ما سيحدث. سوف تصدر شمسنا المستقبلية ما يكفي من الفوتونات عالية الطاقة لإزالة المواد من المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. بعض هذا الغاز سيصل إلى القرص ، ثم إلى الشمس نفسها. إن الفلكيين المستقبليين ، إن وجد ، سيتمكنون من رؤيته بنفس الطريقة التي نراها.
ربما وجد الفريق أيضًا عن غير قصد طريقة لدراسة أجواء الكواكب الخارجية.
وعلق الدكتور شرايبر في البيان الصحفي قائلاً: "لقد صُعقنا عندما أدركنا أنه عند ملاحظة الأقزام البيضاء الساخنة ، من المحتمل أن نرى توقيعات من أجواء الكوكب خارج المجموعة الشمسية. في حين أن هذه الفرضية تحتاج إلى مزيد من التأكيد ، إلا أنها قد تفتح بالفعل الأبواب نحو فهم أجواء الكوكب خارج المجموعة الشمسية. "
هذه هي المرة الثانية التي يعثر فيها علماء فلك على كوكب في مكان غير متوقع. في نوفمبر ، وجد علماء الفلك الذين يستخدمون بيانات TESS كوكبًا يدور حول عملاق أحمر. في كلتا الحالتين ، كان ينبغي تدمير أي كواكب في هذه المواقع عندما توسعت نجومها إلى عمالقة حمراء.
ولكن الآن وقد تم اكتشاف اثنين ، فمن المحتمل أنه سيكون هناك المزيد والمزيد. في الورقة الثانية ، استنتج المؤلفون معدل 1 من كل 10000 قزم أبيض يجرد الأجواء من الكواكب. إذا كان هناك 10 مليار قزم أبيض في مجرة درب التبانة ، فسيكون هناك مليون منهم مع كواكب يتم الكشف عن البرد طيفيا. وهذا من شأنه أن يعيد صياغة فهمنا لكيفية تطور الأنظمة الشمسية.
اكتشف علماء الفلك في جامعة وارويك في المملكة المتحدة وجامعة فالبارايسو في الولايات المتحدة. تم نشر بحثهم في ورقتين. ورقة بعنوان "تراكم كوكب عملاق على نجم قزم أبيض" ونشرت في مجلة Nature. الورقة الثانية بعنوان "الكواكب العملاقة الباردة التي تبخرتها الأقزام البيضاء الساخنة" ونشرت في مجلة Astrophysical Journal Letters.
أكثر:
- بيان صحفي: كشف كوكب عملاق مخفي حول نجم قزم أبيض صغير
- ورقة بحثية: كواكب عملاقة باردة تبخرت بالأقزام البيضاء الساخنة
- ورقة بحث: تراكم كوكب عملاق على نجم قزم أبيض
- مجلة الفضاء: يبدو الأمر مستحيلاً ، لكن بطريقة ما نجا هذا الكوكب من طور نجم العملاق الأحمر
