Kada za oko pet milijardi godina Sunce potroši svoje zalihe vodika i uruši se pod vlastitom gravitacijom, pretvorit će se u bijelog patuljka, zvjezdani ostatak veličine Zemlje koji će i dalje zadržati većinu Sunčeve gravitacijske moći. Taj trenutak označit će kraj Sunčeva sustava kakav poznajemo. Ili možda ipak ne.
Astronomi su, promatrajući svemir koji nikada ne miruje, otkrili bijelog patuljka starog tri milijarde godina koji i dalje usisava ostatke svog davno uništenog planetarnog sustava. To zapanjujuće otkriće dovodi u pitanje dosadašnje shvaćanje kasnih faza evolucije zvjezdanih ostataka.
Zvjezdani kanibal u blizini Zemlje
Tragovi koji su otkrili ovu neobičnu aktivnost pronađeni su pomoću spektroskopskih opažanja s W. M. Keck opservatorija na havajskom vrhu Maunakea. Analiza svjetlosti pokazala je prisutnost 13 kemijskih elemenata u atmosferi patuljka, tvari koje su morale potjecati iz malog kamenog tijela, asteroida ili patuljastog planeta.
Prije nekoliko milijuna godina, nepoznata gravitacijska smetnja mogla je izbaciti to tijelo iz stabilne orbite i poslati ga prema središnjoj zvijezdi, gdje su ga plimne sile naposljetku rastrgale i pretvorile u prsten od prašine i stijena. Bijeli patuljak, poznat kao LSPM J0207+3331, udaljen je samo 145 svjetlosnih godina i predstavlja jedan od rijetkih poznatih primjera drevnog sustava koji se još uvijek aktivno troši.
Riječ je o najstarijem i najbogatijem metalima disku ikad opaženom oko bijelog patuljka s vodikovom atmosferom. “Ovo otkriće izaziva naše razumijevanje evolucije planetarnih sustava”, objašnjava Érika Le Bourdais s Trottier instituta za istraživanje egzoplaneta pri Sveučilištu u Montrealu. “Činjenica da akrecija još traje pokazuje da i bijeli patuljci mogu zadržati ostatke planeta koji prolaze kroz nove dinamičke promjene.”
Spektroskopska analiza otkrila je da je atmosfera zvijezde “onečišćena” teškim elementima, što ukazuje na to da je kamenito tijelo promjera najmanje 200 kilometara bilo potpuno rastrgano gravitacijom patuljka. “Količina materijala koju vidimo iznimno je velika za bijelog patuljka ovako stare dobi”, istaknuo je Patrick Dufour, također sa Sveučilišta u Montrealu.
Kasna nestabilnost planetarnog sustava
Vodikom bogate atmosfere bijelih patuljaka obično prikrivaju tragove metala, što ovo otkriće čini još značajnijim. “Nešto je očito uznemirilo ovaj sustav davno nakon što je zvijezda umrla”, kaže John Debes iz Instituta Space Telescope Science u Baltimoreu. “Čak i nakon milijardi godina, još uvijek postoji rezervoar materijala koji može ‘onečistiti’ bijelog patuljka.”
Gotovo polovica svih bijelih patuljaka s tragovima teških elemenata pokazuje znakove aktivne akrecije, što znači da njihovi planetarni sustavi nisu statični. U slučaju LSPM J0207+3331, najvjerojatniji scenarij je da je nedavna gravitacijska perturbacija, unutar posljednjih nekoliko milijuna godina, izbacila asteroid iz stabilne orbite. “To pokazuje da mehanizmi plimnog raspada i akrecije mogu ostati aktivni dugo nakon što zvijezda napusti glavni niz”, pojašnjava Debes. “Gubitak mase tijekom evolucije zvijezde može destabilizirati orbite planeta, kometa i asteroida.”
Sustav bi mogao predstavljati primjer takozvane “odgođene nestabilnosti”, u kojoj međudjelovanje više planeta polako narušava ravnotežu orbita kroz milijarde godina. “Moguće je da svjedočimo dugoročnim dinamičkim procesima koje još ne razumijemo u potpunosti”, dodaje Debes.
Potraga za preživjelim planetima
Znanstvenici sada pokušavaju otkriti što je pokrenulo ovaj poremećaj. Jedna od hipoteza je da u sustavu još uvijek postoji divovski planet, veličine Jupitera, čija gravitacija izaziva smetnje, no takvi su planeti iznimno teški za detekciju jer su hladni i udaljeni od samog patuljka.
Podaci s ESA-ina svemirskog teleskopa Gaia mogli bi biti dovoljno osjetljivi da otkriju takve planete preko njihovog gravitacijskog utjecaja na bijelog patuljka. Svemirski teleskop James Webb mogao bi dodatno pomoći kroz infracrvena opažanja koja bi otkrila tragove vanjskih planeta. “Buduća promatranja mogla bi pokazati je li riječ o ‘potresu’ u samom planetarnom sustavu ili o gravitacijskom susretu s nekom drugom zvijezdom”, zaključuje Debes.
Bijeli patuljak LSPM J0207+3331 tako postaje prozor u daleku budućnost našeg vlastitog Sunčeva sustava, podsjetnik da ni smrt zvijezde ne znači kraj dinamike svijeta koji je nekoć oko nje kružio.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
