O πρώτος γιγάντιος εξωπλανήτης γύρω από λευκό νάνο. A giant planet candidate transiting a white dwarf

Μία διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε βάσιμες ενδείξεις για την ύπαρξη ενός άθικτου γιγάντιου εξωπλανήτη γύρω από ένα λευκό νάνο, κάτι που συμβαίνει για πρώτη φορά, όσον αφορά τη συγκεκριμένη κατηγορία άστρων. Using NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) and several ground-based telescopes, astronomers have discovered a Jupiter-sized planet orbiting a nearby white dwarf star called WD 1856+534. An artist’s impression of the potential Jupiter-size planet WD 1856+534b and its much smaller host star, a dim white dwarf. Image credit: NASA’s Goddard Space Flight Center.

Ο πλανήτης με την ονομασία WD 1856b, που έχει θερμοκρασία έως 17 βαθμών Κελσίου (περίπου η μέση θερμοκρασία στη Γη), εκτιμάται ότι έχει μέγεθος μεγαλύτερο ακόμη και από τον Δία, τον μεγαλύτερο πλανήτη του δικού μας ηλιακού συστήματος, ενώ ευρίσκεται σε απόσταση 80 ετών φωτός από τη Γη, στο βόρειο αστερισμό του Δράκοντα. Η ιδιομορφία είναι ότι το γέρικο μητρικό άστρο του, ένας λευκός νάνος ηλικίας σχεδόν έξι δισεκατομμυρίων ετών, δεν είναι μεγαλύτερο από τη Γη, αν και διαθέτει συμπυκνωμένη τη μισή μάζα του Ήλιου. Συνεπώς ο πλανήτης -πιθανότατα αέριος όπως ο Δίας- είναι πολύ μεγαλύτερος από το ίδιο το άστρο του, κάτι ιδιαίτερα ασυνήθιστο.

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον επίκουρο καθηγητή Άντριου Βάντερμπουργκ του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν-Μάντισον, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», πραγματοποίησαν την ανακάλυψη με τη βοήθεια του αμερικανικού διαστημικού τηλεσκοπίου TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) της NASA και δύο επίγειων τηλεσκοπίων στα Κανάρια Νησιά.

Ένας λευκός νάνος είναι ο μεγάλης πυκνότητας πυρήνας ενός άστρου σαν τον Ήλιο, που έχει απομείνει μετά τη βαρυτική κατάρρευση του άστρου και τη διαρροή της ατμόσφαιρας του στο διάστημα. Οι περισσότεροι εξωπλανήτες που έχουν βρεθεί μέχρι σήμερα, κινούνται πέριξ άστρων που κάποια στιγμή θα μετατραπούν σε λευκούς νάνους. Αφού καταναλώσουν τα αποθέματα του υδρογόνου τους, θα διογκωθούν σε ερυθρούς γίγαντες, «καταπίνοντας» τους γύρω πλανήτες τους (αυτή αναμένεται να είναι και η τύχη της Γης μετά από περίπου πέντε δισεκατομμύρια χρόνια), ώσπου σε επόμενο στάδιο τελικά να σμικρύνουν σε λευκούς νάνους.

A planet orbiting a small star produces strong atmospheric signals when it passes in front, or “transits,” its host star, as pictured above. White dwarfs offer astronomers a rare opportunity to characterize rocky planets. (Image: Jack Madden/Carl Sagan Institute)

Από την όλη διαδικασία, είναι απίθανο να επιζήσει κάποιος πλανήτης γύρω από ένα λευκό νάνο. Έως τώρα δεν είχε βρεθεί κανένας που να μην είναι απλώς συντρίμμια σε τροχιά γύρω από το απομεινάρι του μητρικού άστρου του. Τώρα όμως φαίνεται πως ανακαλύφθηκε ο πρώτος άθικτος εξωπλανήτης κινούμενος πολύ κοντά γύρω από ένα λευκό νάνο, διαγράφοντας μια πλήρη τροχιά κάθε 34 ώρες (η πολύ σύντομη διάρκεια του έτους του).

Παραμένει ασαφές πώς ο εξωπλανήτης κατάφερε να επιβιώσει από την κατακλυσμική δημιουργία ενός λευκού νάνου και μάλιστα να βρεθεί τόσο κοντά στο άστρο του (20 φορές πιο κοντά από ό,τι ο Ερμής στον Ήλιο). Πιθανώς βρέθηκε σε αυτή τη θέση λόγω βαρυτικών αλληλεπιδράσεων με άλλους -άγνωστους μέχρι στιγμής- εξωπλανήτες του ίδιου συστήματος.

«Επιβεβαιώσαμε ότι οι λευκοί νάνοι μπορούν να έχουν πλανήτες, κάτι που πριν δεν το ξέραμε. Μερικοί τέτοιοι πλανήτες μπορεί να είναι φιλόξενοι για ζωή. Στο μέλλον ίσως βρούμε ακόμη μικρότερους πλανήτες γύρω από λευκούς νάνους», δήλωσε ο επίκουρος καθηγητής αστρονομίας Ίαν Κρόσφιλντ του Πανεπιστημίου του Κάνσας.

Πηγές: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2713-y - https://news.utexas.edu/2020/09/16/planet-hugging-a-white-dwarf-may-be-a-survivor-of-stars-death-throes/ - ΑΠΕ-ΜΠΕ