Dramatický zánik exoplanéty: Astronómovia pozorujú rozpadajúci sa svet s chvostom dlhým milióny kilometrov

Predstav si planétu, ktorá sa pred tvojimi očami rozpadá na kúsky. Presne takýto fascinujúci objekt objavili astronómovia z MIT vo vzdialenosti približne 140 svetelných rokov od Zeme. Táto planéta, ktorá má hmotnosť približne ako Merkúr, sa postupne rozpadá a vyparuje do vesmíru.

Vedci odhadujú, že pri súčasnom tempe zániku sa úplne rozpadne za jeden až dva milióny rokov, čo je v astronomickom meradle neuveriteľne krátky čas. Informuje o tom web News MIT a štúdia uverejnená v Astrophysical Journal Letters. 

Planéta na pokraji zániku

Novo objavená planéta, ktorú vedci označili ako BD+05 4868 Ab, obieha svoju hviezdu v súhvezdí Pegas neuveriteľne blízko – približne 20-krát bližšie než Merkúr obieha okolo nášho Slnka. Jeden obeh okolo svojej materskej hviezdy jej trvá iba 30,5 hodiny. Kvôli tejto extrémnej blízkosti k hviezde sa planéta prehrieva na teplotu okolo 1 600 stupňov Celzia.

Pri takých vysokých teplotách sa povrch planéty pravdepodobne zmenil na magmu, ktorá sa vyparuje do priestoru. Ako hovorí Marc Hon, postdoktorand z Kavliho inštitútu pre astrofyziku a výskum vesmíru na MIT: „Tento rozpadajúci sa svet má asi takú hmotnosť ako Merkúr, hoci obieha približne 20-krát bližšie k svojej hviezde, než Merkúr k Slnku.“

Každý obeh okolo svojej hviezdy planéta stratí množstvo materiálu zodpovedajúci hmotnosti Mount Everestu. Pri takej malej hmotnosti planéty a jej slabej gravitácii ide o dramatický úbytok, ktorý sa neustále zrýchľuje.

Objavenie cez kozmické pozorovania

Astronómovia túto unikátnu planétu spozorovali pomocou satelitu NASA s názvom Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), misie vedenej MIT, ktorá monitoruje najbližšie hviezdy kvôli pravidelným poklesom v ich jase. Tieto poklesy môžu signalizovať prítomnosť exoplanét obiehajúcich okolo hviezd.

„Nehľadali sme tento typ planéty,“ vysvetľuje Hon. „Vykonávali sme bežné overovanie planét a náhodou som si všimol tento signál, ktorý vyzeral veľmi nezvyčajne.“

Typicky sa exoplanéta prejavuje ako krátky pokles v svetelnej krivke hviezdy, ktorý sa pravidelne opakuje, čo naznačuje, že kompaktné teleso ako planéta na krátky čas prechádza pred hviezdou a dočasne blokuje jej svetlo.

Avšak v prípade hviezdy BD+05 4868 A sa svetlo po poklese vracalo k normálu oveľa dlhšie, čo naznačovalo dlhú chvostovitú štruktúru stále blokujúcu hviezdne svetlo. Ešte zaujímavejšie bolo, že hĺbka tohto poklesu sa s každým obehom menila, čo naznačovalo, že to, čo prechádzalo pred hviezdou, nemalo vždy rovnaký tvar alebo neblokovalo rovnaké množstvo svetla.

„Tvar prechodu je typický pre kométu s dlhým chvostom,“ vysvetľuje Hon. „Ibaže je nepravdepodobné, že tento chvost obsahuje prchavé plyny a ľad, ako by sme očakávali od skutočnej kométy – tie by v takej blízkosti hostiteľskej hviezdy dlho nevydržali. Minerálne zrná vyparené z povrchu planéty však môžu pretrvať dostatočne dlho, aby vytvorili takýto charakteristický chvost.“

Gigantický chvost a dramatický zánik

Táto rozpadajúca sa planéta za sebou ťahá obrovský chvost trosiek, ktorý pripomína chvost kométy. „Rozsah chvosta je gigantický, siaha až do dĺžky 9 miliónov kilometrov, čo je približne polovica celej obežnej dráhy planéty,“ hovorí Marc Hon.

Avi Shporer, spolupracovník na objave, ktorý tiež pracuje v kancelárii TESS Science Office, to vyjadril nasledovne: „Mali sme šťastie, že sme ju zachytili presne v momente, keď naozaj zaniká. Je to akoby bola na svojom poslednom výdychu.“

Dramatický zánik tejto planéty je dôsledkom jej nízkej hmotnosti, ktorá je medzi hmotnosťou Merkúra a Mesiaca. Masívnejšie terestrické planéty ako Zem majú silnejšiu gravitačnú príťažlivosť, a preto si dokážu udržať svoje atmosféry. V prípade BD+05 4868 Ab vedci predpokladajú, že gravitácia je príliš slabá na to, aby udržala planétu pohromade.

„Toto je veľmi maličký objekt s veľmi slabou gravitáciou, takže ľahko stráca veľa hmoty, čo ďalej oslabuje jeho gravitáciu, takže stráca ešte viac hmoty,“ vysvetľuje Shporer. „Je to nekontrolovateľný proces a pre planétu sa to len zhoršuje.“

Šanca pre ďalší výskum

Astronómovia doteraz objavili takmer 6 000 planét. Medzi nimi vedci poznajú len tri ďalšie rozpadajúce sa planéty mimo našej slnečnej sústavy. Vedci spozorovali každý z týchto rozpadajúcich sa svetov pred viac ako 10 rokmi.

Použili údaje z vesmírneho teleskopu NASA Kepler. Všetky tri planéty mali podobné chvosty ako kométy. BD+05 4868 Ab prekonáva ostatné svojím najdlhším chvostom a najhlbšími prechodmi zo všetkých štyroch známych rozpadajúcich sa planét.

„To naznačuje najkatastrofálnejšie vyparovanie tejto planéty. Zmizne oveľa rýchlejšie než ostatné planéty,“ vysvetľuje Hon.

Hostiteľská hviezda planéty leží relatívne blízko. Preto žiari jasnejšie než hviezdy hostiace ostatné tri rozpadajúce sa planéty. Táto jasnosť robí tento systém ideálnym pre ďalšie pozorovania. Vedci využijú vesmírny teleskop Jamesa Webba (JWST) od NASA. JWST pomôže určiť minerálne zloženie prachového chvosta. Teleskop identifikuje, ktoré farby infračerveného svetla chvost pohlcuje.

Toto leto Hon a doktorand Nicholas Tusay z Pennsylvánskej štátnej univerzity budú pozorovať BD+05 4868 Ab. Použijú JWST. „Získame jedinečnú príležitosť priamo zmerať vnútorné zloženie skalnatej planéty. Tieto merania nám prezradia veľa o rozmanitosti a potenciálnej obývateľnosti terestrických planét mimo našej slnečnej sústavy,“ hovorí Hon.

Výskumníci prehľadajú aj údaje TESS kvôli znakom ďalších rozpadajúcich sa svetov. „Niekedy s jedlom prichádza chuť. Teraz iniciujeme hľadanie presne takýchto objektov,“ hovorí Shporer. „Tieto zvláštne objekty menia tvar signálu časom. Takéto zmeny sťažujú ich objavovanie. Napriek tomu na tom aktívne pracujeme.“

Objav tejto rozpadajúcej sa planéty poskytuje vzácny pohľad na dramatické procesy. Tie formujú vývoj planetárnych systémov. Sledujeme doslova, ako sa planéta pred našimi očami rozpadá. Tento pohľad zlepšuje naše chápanie extrémneho prostredia blízko hviezd. Tiež lepšie pochopíme fyzikálne procesy riadiace evolúciu planét. Tento objav znovu potvrdzuje, že vesmír oplýva prekvapeniami. Naše poznanie exoplanét stále len začína.

Čítaj viac z kategórie: Zaujímavosti