Jak umierające gwiazdy niszczą orbitujące je planety

Po dziesięcioleciach śledzenia zagadkowego sygnału rentgenowskiego pochodzącego z mgławicy planetarnej, znanej jako Mgławica Ślimak, astronomowie odkryli, że jego źródłem mogło być zniszczenie pobliskiej planety przez starą gwiazdę.

.Począwszy od 1980 roku, misje rentgenowskie wychwytywały niezwykły odczyt z centrum Mgławicy Ślimak. Korzystając z najpotężniejszych współczesnych detektorów, Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra NASA i XMM-Newton ESA, naukowcy mogli odkryć tajemnicze pochodzenie tych sygnałów.

Mgławica Ślimak to tak zwana mgławica planetarna, która jest końcowym etapem życia gwiazdy, która wyrzuciła swoje zewnętrzne warstwy gazu i pozostawiła po sobie ciemniejszą i mniejszą pozostałość znaną jako biały karzeł. Znajduje się ona zaledwie 650 lat świetlnych od Układu Słonecznego.

.W poprzednie obserwacje z wykorzystaniem Einstein X-ray Observatory i teleskopu ROSAT wykryły wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie pochodzące od białego karła, o nazwie WD 2226-210, którego Mgławica Ślimak posiada w swoim centrum. Białe karły, takie jak WD 2226-210, jak tłumaczą astronomowie, zwykle nie emitują silnego promieniowania rentgenowskiego.

Nowe badanie obejmujące dane z Chandra i XMM-Newton może ostatecznie rozstrzygnąć kwestię tego, co powoduje emisję tego promieniowania rentgenowskiego z WD 2226-210. Badania przeprowadzone przez naukowców z Chandra X-ray Center, zostały opublikowane w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

„Uważamy, że ten sygnał rentgenowski może pochodzić ze szczątków planetarnych, które zostały przyciągnięte przez białego karła, coś jak sygnał śmierci planety, która została zniszczona przez obiekt, który Mgławica Ślimak posiada w swoim centrum. Być może w końcu rozwiązaliśmy tajemnicę, która trwała ponad 40 lat” – twierdzi Sandino Estrada-Dorado z National Autonomous University of Mexico.

Wcześniej naukowcy ustalili, że planeta wielkości Neptuna znajdowała się na bardzo bliskiej orbicie wokół białego karła – wykonując jeden obrót w mniej niż trzy ziemskie dni. W najnowszym badaniu astronomowie doszli do wniosku, że druga inna planet planeta, podobna do Jowisza, mogła znajdować się jeszcze bliżej gwiazdy.

Zniszczona planeta mogła początkowo znajdować się w znacznej odległości od białego karła, ale następnie migrowała do wewnątrz, oddziałując z grawitacją innych planet w układzie. Gdy znalazła się wystarczająco blisko pozostałości po gwieździe, grawitacja gwiazdy mogła częściowo lub całkowicie rozerwać planetę.

„Tajemniczy sygnał, który zaobserwowaliśmy, może być spowodowany przez szczątki rozerwanej planety spadające na powierzchnię białego karła co mogło by spowodować emisję promieniowania rentgenowskiego. Jeśli zostanie to potwierdzone, będzie to pierwszy przypadek zarejestrowanego zniszczenia planety przez gwiazdę centralną w mgławicy planetarnej” – mówi Martin Guerrero z Institute of Astrophysics of Andalusia w Hiszpanii.

Zdaniem astronomów, badanie pokazuje, że sygnał rentgenowski z białego karła pozostawał w przybliżeniu stały pod względem jasności w latach 1992, 1999 i 2002 (z obserwacjami przeprowadzonymi przez ROSAT, Chandra i XMM). Dane sugerują jednak, że może występować subtelna, regularna zmiana emisji co 2,9 godziny, dostarczająca dowodów na potencjalne istnienie pozostałości planetarnej bardzo blisko obiektu powstałego z gwiazdy centralnej.

Naukowcy zastanawiali się również, czy zniszczeniu mogła ulec gwiazda o niskiej masie, a nie planeta. Takie obiekty mają mniej więcej taki sam rozmiar jak planety podobne do Jowisza, ale są bardziej masywne, co czyni je znacznie mniej podatnymi na rozerwanie przez białego karła.

WD 2226-210 wykazuje pewne podobieństwa w zachowaniu rentgenowskim do dwóch innych zaobserwowanych białych karłów, które nie znajdują się w mgławicach planetarnych. Jeden z nich prawdopodobnie odciąga materiał od swojego planetarnego towarzysza, ale w bardziej spokojny sposób, bez gwałtownego rozerwania. Drugi biały karzeł prawdopodobnie wyciąga na swoją powierzchnię materiał z gruzów planety. Te dwa białe karły i ten, który posiada Mgławica Ślimak, mogą reprezentować nową klasę zmiennych lub zmieniających się obiektów kosmicznych.

.„Ważne jest, aby znaleźć więcej takich układów, ponieważ mogą one nauczyć nas o przetrwaniu lub zniszczeniu planet wokół gwiazd takich jak Słońce, gdy kończą one swoje życie” – podsumowuje Jesús Toala z National Autonomous University of Mexico.

Oprac. EG