Zwykle patrząc przez teleskop spoglądamy w przeszłość. Ale tym razem James Webb działa inaczej.
Naukowcy spojrzeli w przyszłość, na około sześć miliardów lat w przyszłość. Dokonali tego, badając dziwną egzoplanetę gazowego giganta krążącą wokół martwej gwiazdy. Planeta nazywa się WD 1856 b. Jej właściciel, biały karzeł WD 1856+524, znajduje się w odległości 80 lat świetlnych. Oto, co pozostaje z gwiazdy takiej jak nasze Słońce długo po wygaśnięciu jej płomienia.
To daje nam wyobrażenie o końcu Ziemi. A dokładniej o naszym przetrwaniu.
Nasze Słońce nie będzie spokojne na zawsze. Spuchnie do rozmiarów czerwonego olbrzyma, pożerając Merkurego, Wenus i prawdopodobnie Ziemię. Zrzuci swoje zewnętrzne powłoki, pozostawiając po sobie to samo tlące się jądro, które widzimy w tym odległym układzie. A co z planetami zewnętrznymi? Jupiter. Saturn. Prawdopodobnie zostaną. Będą po prostu wyglądać zupełnie inaczej.
Ocalały
Na pierwszy rzut oka WD 1856 b nie ma sensu. Jego wielkość odpowiada Jowiszowi. Okrąża gwiazdę wielkości Ziemi.
Planeta jest siedem razy większa od obiektu, wokół którego krąży. Rewolucja trwa 1,4 dnia, a orbita ma tylko 2% wielkości naszej orbity. Ona musi być martwa. Gwiazdy eksplodują, a planety są przez nie pochłaniane. W jaki sposób ta gazowa gigantyczna planeta przetrwała tak blisko i pozostała nienaruszona?
Po raz pierwszy odkryto ją w 2020 roku za pomocą teleskopu kosmicznego TESS i satelity Spitzera. Była to pierwsza w pełni odkryta planeta w pobliżu białego karła. Teraz, korzystając z teleskopu Jamesa Webba, naukowcy z Uniwersytetu St Andrews zmierzyli jego masę i atmosferę. Spodziewali się chłodu.
Jest goręcej, niż przewidywały prawa fizyki.
260 stopni Fahrenheita. To jest 127 stopni Celsjusza. Gdyby planeta opierała się wyłącznie na słabym świetle swojej martwej gwiazdy macierzystej, WD 1856 b powinna być o około 240 stopni chłodniejsza. Skąd pochodzi ciepło?
Skąd bierze się ciepło?
Istniały dwie teorie na temat tego, jak planeta znalazła się tutaj.
Po pierwsze: przeżyła zagładę. Wchłonięta przez rozszerzającego się czerwonego olbrzyma, przetrwała wnętrzności umierającego słońca i wyszła na drugą stronę.
Po drugie: przeprowadziła się. Grawitacja zrobiła swoje. Biały karzeł znajduje się w układzie potrójnym gwiazd. Towarzysze ciągnęli, pchali i „wrzucali” WD 1856 do wewnątrz podczas lub po zapadnięciu się gwiazdy.
Temperatura rozstrzygnęła spór.
Zespół Ryana McDonalda przeprowadził symulację historii chłodzenia planety o masie od czterech do jedenastu mas Jowisza. Gdyby WD 1856 b przeszedł przez gwiazdę, wewnętrzne ogrzewanie nadal byłoby znaczące dzisiaj. Ale to nieprawda.
Gwiazda macierzysta stała się białym karłem 3–5,5 miliarda lat przed wygenerowaniem obecnego ciepła. Oznacza to, że planeta znajdowała się na zewnątrz, gdy czerwony olbrzym płonął. Nie było jej w środku.
„Nasze wyniki pokazują, że śmierć gwiazdy to nie koniec: na niektórych planetach po śmierci gwiazdy żyje tętniące życiem.” — Ryan McDonald, Uniwersytet St Andrews.
Christopher O’Connor z Northwestern University ujął to lepiej: gdy planeta migrowała do wewnątrz, ogrzewało ją tarcie grawitacyjne. Od tego czasu następuje ochłodzenie. Planeta nie narodziła się w pobliżu białego karła. Została poruszona.
Miga w odpowiednim czasie
Dlaczego to jest ważne? Ponieważ musimy wiedzieć, jak planety przetrwają gwałtowną śmierć gwiazd.
Pokazuje także rzeczywiste możliwości Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.
Białe karły są słabe. Ten konkretny? Słabo widoczne gołym okiem bez pomocy przyrządów. A tranzyt – moment, w którym planeta przyćmiewa światło gwiazdy – trwa tylko 8 minut.
„To tak, mrugnij, a będziesz za tym tęsknił”. — Victoria Boehm, Uniwersytet Cornell.
Uchwycenie wystarczającej ilości światła w tym maleńkim okienku wymaga instrumentu, który widzi w ciemności szybciej niż prawie jakiekolwiek inne urządzenie w kosmosie. Nikt inny nie był w stanie uchwycić widma gazowego giganta krążącego wokół tak słabej pozostałości.
Sugeruje to, że nasz Układ Słoneczny nie zgaśnie po cichu. Zewnętrzni giganci dryfują do wewnątrz, spaleni przez upadek, a potem powoli, cierpliwie chłodzeni.
Jeszcze nie skończyliśmy z danymi. Poszukiwania innych planet krążących wokół martwych słońc dopiero się rozpoczynają. Przyszłość wygląda dziwnie, cicho i trochę gorąco.
