Astronomii au descoperit o exoplanetă formată din „cenuşa” unei stele moarte: „Sunt extrem de rare”

Astronomii au descoperit o planetă rară, de a doua generaţie, care orbitează în jurul rămăşiţelor unei stele moarte, o pitică albă încă fierbinte, din care s-a format, conform unui studiu publicat pe 5 octombrie în revista Nature Astronomy, scrie, marți, Agerpres.

Deşi oamenii de ştiinţă au bănuit de multă vreme că planete „renăscute” ar putea orbita în jurul unor rămăşiţe stelare mai masive, numite stele neutronice, aceasta este prima dată când astronomii descoperă o planetă de a doua generaţie orbitând o pitică albă. Descoperirea este importantă pentru înţelegerea viitorului sistemului nostru solar, deoarece Soarele va lăsa în urmă o pitică albă atunci când va muri, peste aproximativ 6 miliarde de ani.

Astronomii care au realizat această descoperire susţin că a fost vorba de o surpriză totală.

„Planetele de a doua generaţie sunt lumi care se formează din materialul expulzat de o stea în timpul morţii sale. Sunt extrem de rare, iar descoperirea uneia pe orbita unei pitice albe a fost complet neaşteptată”, a spus Jamie Williams, membru al echipei de la Universitatea din Warwick.

„Este ca şi cum ai găsi o planetă care a renăscut chiar din cenuşa stelei pe care o orbita cândva”, spune el.

Piticele albe iau naştere atunci când stelele de dimensiuni comparabile cu cele ale Soarelui îşi epuizează hidrogenul din nucleu, combustibilul necesar pentru fuziunea nucleară şi producerea heliului. Încetarea acestui proces nuclear pune capăt şi presiunii orientate spre exterior care împiedică stelele să colapseze sub propria gravitaţie.

Pe măsură ce nucleele acestor stele moarte intră în colaps, straturile exterioare, unde fuziunea nucleară continuă, se dilată, marcând începutul unei faze efemere de gigantă roşie. Când Soarele nostru va trece prin acest proces, se va dilata până la orbita planetei Marte, înghiţind planetele interioare, inclusiv Pământul.

Aceste straturi exterioare dilatate continuă să se extindă până când formează un disc de materie la mare distanţă de stea, numit disc protoplanetar, lăsând în urmă un „tăciune” cosmic sub forma unei pitice albe fierbinţi.

Pitica albă aflată în centrul acestui studiu este HS 0209+0832, situată la aproximativ 790 de ani-lumină de Pământ. Atmosfera acestei rămăşiţe stelare conţine niveluri neobişnuit de ridicate de zinc, cupru şi, în mod remarcabil, niobiu, cu concentraţii de aproximativ 1.000 de ori mai mari decât cele întâlnite la Soare. Acest lucru a dezvăluit echipei un detaliu remarcabil despre planeta pe care această pitică albă a început să o „devoreze”.

„Această distribuţie a elementelor este un indiciu clar al 'procesului s' (s-process), o reacţie nucleară care generează elemente grele în interiorul stelelor muribunde, în faza lor de gigantă roşie”, a explicat Nicholas Stone, de la Departamentul de Astronomie al Universităţii Wisconsin-Madison.

„Este o semnătură chimică pe care nicio planetă obişnuită, de primă generaţie, nu ar trebui să o poarte. Aceste lucru ne-a indicat că noua planetă este cu totul diferită”, a explicat el.

Echipa consideră că această semnătură chimică unică indică faptul că pitica albă extrage materie de la o planetă formată în discul protoplanetar alcătuit din materialul expulzat de steaua muribundă în timpul fazei sale de gigantă roşie.

„Formarea unui disc protoplanetar în acest context nu este un lucru simplu, ceea ce explică de ce astfel de planete sunt atât de rare. O stea unică, izolată, moare şi îşi pierde masa într-o manieră aproximativ simetrică. Pentru a forma discul de materie necesar naşterii unei planete, steaua HS 0209+0832 a avut probabil nevoie de o stea companion care să atragă materialul expulzat înapoi pe orbită, împiedicându-l să se disperseze în spaţiu”, a adăugat Williams.

Echipa a continuat să studieze această planetă de „a doua generaţie” cu ajutorul sondei spaţiale TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) a NASA, concepută pentru a căuta exoplanete dincolo de Sistemul Solar prin observarea scăderilor de luminozitate pe care acestea le provoacă atunci când traversează discul stelelor-mamă.

Scăderea intensităţii luminoase a stelei HS 0209+0832 a indicat faptul că această lume „Phoenix” are o perioadă orbitală de aproximativ 4,4 zile terestre şi este un gigant gazos de dimensiuni comparabile cu cele ale planetei Jupiter. Radiaţia stelară la care este expusă planeta, din cauza proximităţii faţă de pitica albă, îi va spulbera treptat atmosfera. Iar interacţiunea acestei radiaţii cu pitica albă generează semnătura chimică unică observată de echipă.

Această semnătură chimică ar putea reprezenta o cale de urmat pentru a ajuta astronomii să identifice mai multe astfel de planete „renăscute”.

„Ceea ce este remarcabil la planeta din jurul stelei HS 0209+0832 este faptul că aceasta nu provine din altă parte şi nici nu este un vestigiu de la naşterea sistemului stelar. Ea pare să fi fost formată chiar din materia pe care steaua sa a expulzat-o în timp ce murea. Într-un anumit sens, acest sistem a dat naştere unei lumi noi folosind rămăşiţele celei vechi”, a declarat Boris Gansicke, membru al echipei şi cercetător la Universitatea din Warwick.