Haláltáncot jár egy távoli bolygó

Illusztráció a bolygóját elpusztító fehér törpéről

Drámai eseményekbe nyerhettek bepillantást a csillagászok: egy távoli, haldokló csillag széjjelcincál egy nagy bolygószerű objektumot. A felfedezés egyúttal választ adhat arra is, hogy hogyan válnak „fémszennyezetté” a fehér törpék.

„Ez egy olyan esemény, amelynek ember még nem volt tanúja: egy komplett naprendszer megsemmisülését látjuk” - mondta Andrew Vanderburg, a Smithsonian Intézet kutatóközpontjának (Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ ; CfA) csillagásza, a jelenséget leíró tanulmány vezető szerzője.

Az egyedi rendszer létezésére a NASA Kepler űrtávcsöve talált bizonyítékot. Az űrteleszkóp működési elve a következő: amikor a bolygók áthaladnak a napjuk előtt, akkor központi csillaguk fénye kicsit elhalványul, ezt a halványodást pedig látni lehet a fénygörbékben (fedési módszernek, vagy tranzitmódszernek nevezzük az eljárást). Az amerikai asztrofizikusok a Kepler megújult küldetése (K2) keretében végezték megfigyeléseiket.

A NASA Kepler-űrtávcsöve éveken át kereste az exobolygókat Forrás: NASA Ames/W. Stenzel

Az adatok szabályos fényességváltozásokat mutattak 4,5 óránként, ami az objektumot körülbelül 837 ezer kilométerre (ez nagyjából a 384 400 kilométeres Hold-Föld távolság kétszerese) tette a fehér törpétől. Ez az első olyan planetáris objektum, amit fehér törpe előtt figyeltek meg elhaladni.

Mik azok a fehér törpék?

Amikor egy Naphoz hasonló csillag eléri életének alkonyát, vörös óriássá „fújódik fel" és ledobja magáról külső rétegeit. A folyamat végén csupán egy forró, földméretű csillagmag marad, ezt a stádiumot hívják fehér törpének. Érdekesség, hogy a csillagmaradványok tömege még így is óriási (a Napéval egyezik meg).

Üstökösszerű mintázat, mégsem üstökös

A kérdéses fehér törpe 570 fényévre található a Szűz csillagképben. Vanderburg és kollégái földi teleszkópokkal további megfigyeléseket végeztek, így állt össze végül a teljes kép a bolygó agóniájáról.

Az adatokat összekombinálva kiderült, hogy az objektumról anyagdarabok váltak le, ami a fénygörbén üstökösszerű mintázatként rajzolódott ki. A vizsgált égitest viszont 40 százalékos elhalványodást idézett elő a fehér törpénél, ami viszont bolygószerű égitestre utal. A planéta csillaga körüli spirálpályán haladva esik darabjaira.

A számítások alapján a bolygóról nagyjából Ceres tömegű anyag vált le mostanáig

(a Texas-méretű Ceres a Naprendszer legkisebb törpebolygója).

Illusztráció a bolygóját elpusztító fehér törpéről Forrás: Mark A. Garlick

Beszennyeződnek a haldokló csillagok

A csillagászoknak spektroszkópiai vizsgálatokkal már több esetben sikerült megfigyelni nehezebb elemek (például szilícium, vas) létére utaló nyomokat fehér törpéknél. Ezek eredete azonban rejtély maradt, ugyanis a haldokló csillag erős gravitációja gyorsan magába olvasztaná a fémeket, így azok nem látszódnának.

Erre azt a teóriát dolgozták ki, hogy a fehér törpék nehézfémekkel „szennyeződnek” amikor bolygókat, vagy aszteroidákat kebeleznek be, erre azonban a kutatóknak idáig nem volt egyértelmű bizonyítéka. Néhány fehér törpe körül észleltek törmelékkorongokat, de ezek eredete homályban maradt. A mostani rendszerben azonban három dolgot is látni lehet: egy szennyezett fehér törpét, egy törmelékkorongot és egy tömör kőzetobjektumot.

Vanderburg szerint mindez meggyőző bizonyíték arra, hogy kőzetbolygók szennyezik a fehér törpéket.

Illusztráció egy fehér törpéről, a csillagmaradvány körül törmelékkorong látható Forrás: NASA, ESA, STScI, and G. Bacon (STScI)

Kérdéses azonban a kőzetobjektumok eredete. Az egyik szcenárió, hogy egy létező bolygó pályája instabillá válik és így a központi csillag felé lökődik. Az erős hő hatására a bolygó anyaga elpárolog, ezzel párhuzamosan pedig a halódó csillag gravitációja darabokra tépi a planétát. Néhány évmillió elteltével az égitestből semmi sem marad. Jelenlegi ismereteink szerint hasonló sors vár a Napra és a Naprendszerre is.