Kad zvaigznes, piemēram, mūsu Saule, izsmeļ savu ūdeņraža degvielu, tās nonāk tajā, kas pazīstams kā savs Sarkanais milzu zars (RGB) fāze. Tam ir raksturīgs tas, ka zvaigzne vairākas reizes izplešas līdz oriģinālajam izmēram, pēc tam tās noklāj ārējos slāņus un kļūst par kompaktiem baltiem punduriem. Tiek uzskatīts, ka nākamo dažu miljardu gadu laikā šīs zvaigznes lēnām patērēs visus objektus un putekļu gredzenus, kas joprojām ir pietiekami tuvu, lai tos varētu ietekmēt to gravitācija.
Tomēr pilsonis zinātnieks vārdā Melina Thévenot nesen veica pārsteidzošu atklājumu, novērojot balto punduru sistēmu. Pamatojoties uz datiem no Plaša lauka infrasarkano staru aptaujas pārlūks (WISE) misija, šī zvaigzne ir bijusi baltais punduris miljardiem gadu, taču tai joprojām ir vairāki putekļu gredzeni. Zināms kā LSPM J0207+3331 (vai J0207), šis atklājums varētu likt pētniekiem pārskatīt planētu sistēmu modeļus.
Atklājums tika izdarīts cauri Piemājas pasaules: planēta 9 , projekts, kuru vadīja Marc Kuchner (NASA astrofiziķis Godāras kosmosa lidojumu centrs ), kas paļaujas uz brīvprātīgajiem, lai sakārtotu WISE datus, lai iegūtu jaunus atklājumus. Atrodas aptuveni 145 gaismas gadu attālumā zvaigznājā Mežāzis , astronomiem ir aizdomas, ka J0207 varētu būt pirmais zināmais baltā pundura piemērs ar vairākiem putekļu gredzeniem un vecākais.
Atklājums bija arī nesen publicētā pētījumāAstrofizikas žurnāls(' 3 Gyr baltais punduris ar siltiem putekļiem, kas atklāts caur pagalma pasaulēm: Planet 9 Citizen Science Project '). Kā saka Džons Debess, astronoms no Kosmosa teleskopa zinātnes institūts Baltimorā un šī dokumenta vadošais autors, atklāja nesenajā NASA preses relīze :
'Šis baltais punduris ir tik vecs, ka jebkuram procesam, kas ievada materiālu tā gredzenos, ir jādarbojas miljardu gadu laikā. Lielākā daļa modeļu, ko zinātnieki ir izveidojuši, lai izskaidrotu gredzenus ap baltajiem punduriem, labi darbojas tikai līdz aptuveni 100 miljoniem gadu, tāpēc šī zvaigzne patiešām apšauba mūsu pieņēmumus par planētu sistēmu attīstību.
Zvaigzni atklāja NASA plaša lauka infrasarkano staru apsekojuma pētnieks (WISE) misija, kas uzņēma spēcīgu infrasarkano signālu, kas liecina par putekļu klātbūtni. Balstoties uz ātrumu, ar kādu balto punduru zvaigznes laika gaitā atdziest, Debes komanda aprēķināja no virsmas temperatūras – nedaudz vairāk par 5800°C (10 500°F) — ka J0207 ir atradies baltā pundura fāzē apmēram 3 miljardus gadu.
Šie jaunie atklājumi ir pretrunā tam, ko astronomi jau kādu laiku ir domājuši par zvaigžņu sistēmu evolūciju. Iepriekš astronomi ir novērojuši, kā planētas un asteroīdi, kas pārdzīvo zvaigznes RGB fāzi, attālināsies tālāk pēc tam, kad tā nonāks baltā pundura fāzē. Tas ir saistīts ar to, ka zvaigzne ir zaudējusi lielu daļu savas masas un līdz ar to arī gravitācijas ietekmi uz apkārtējiem objektiem.
Astronomi paredz, ka tas notiks ar mūsu Saules sistēmu aptuveni pēc 5 miljardiem gadu. Pēc paplašināšanās, lai aptvertu Venēru, Merkūru un Zeme , mūsu Saule zaudēs ārējos slāņus un kļūs par balto punduri. Šajā brīdī atlikušās planētas un objekti (kas, iespējams, ietvers Galvenā asteroīdu josta , gāzes giganti un Kūpera josta ) visi virzīsies uz āru.
Tomēr 1 līdz 4% gadījumu baltie punduri ir parādījuši infrasarkano starojumu, kas liecina, ka tos ieskauj putekļu diski vai gredzeni. Zinātnieki izvirza teoriju, ka tas varētu būt rezultāts tam, ka asteroīdi un komētas tiek izmestas no jostas gravitācijas mijiedarbības rezultātā ar pārvietotajām planētām un nosūtītas uz zvaigzni. Kad šie ķermeņi tuvojas baltajam pundurim, tos saplēš plūdmaiņas, ko izraisa zvaigznes spēcīgā gravitācija.
Iegūtie atkritumi pēc tam veidotu putekļainu gredzenu, kas lēnām krīt uz iekšu un tiek uzkrāts uz zvaigznes virsmas. Tomēr visos iepriekšējos gadījumos putekļu diski un gredzeni ir novēroti tikai ap baltajiem punduriem, kas bija aptuveni vienu miljardu gadu veci. Šķita, ka tas atbilst priekšstatam, ka vecāki baltie punduri ir efektīvi izsmēluši asteroīdu krājumus un no tiem radušos putekļu gredzenus.
Šis jaunākais atklājums padara J0207 par vecāko un aukstāko balto punduri ar putekļiem, kāds jebkad ir novērots. Kad viņa pirmo reizi pamanīja J0207 infrasarkanos signālus, Melīna Tevenota domāja, ka tie ir slikti dati. Tajā laikā viņa meklēja Eiropas Kosmosa aģentūru Gaiamisija brūno punduru arhīvi, kas ir tik tikko nosakāmi ārpus infrasarkano starojumu.
Mākslinieka koncepcija par plaša lauka infrasarkano staru apsekojuma pētnieku kā tā orbītu ap Zemi. Pateicība: NASA/JPL
Pēc WISE infrasarkano staru datu apskates viņa saprata, ka tas ir pārāk gaišs un tālu, lai būtu brūns punduris. Thevenot nodeva šos atklājumus Backyard Worlds: Planet 9 komandai, kas pēc tam saņēma papildu novērojumus no V. M. Keka observatorija Havaju salās. Kā Tevenots paskaidroja :
'Tas ir patiešām motivējošs meklēšanas aspekts. Pētnieki pārvietos savus teleskopus, lai aplūkotu jūsu atklātās pasaules. Tomēr man īpaši patīk mijiedarbība ar lielisko pētnieku komandu. Visi ir ļoti laipni, un viņi vienmēr cenšas no mūsu atklājumiem izmantot labāko.
Turklāt Debesam un viņa kolēģiem ir aizdomas, ka J0207 var būt pat gredzenu sistēma. Viņi savā pētījumā ierosina, ka tas sastāvētu no diviem atšķirīgiem komponentiem: tieva ārējā gredzena, kurā baltā pundura gravitācija sadala asteroīdus, un plašāka gredzena, kas atrodas tuvāk zvaigznei. Šie jaunie novērojumi, visticamāk, liks astronomiem pārskatīt savus modeļus planētu sistēmu attīstībai.
'Mēs būvējām Backyard Worlds: Planet 9 galvenokārt, lai meklētu brūnos pundurus un jaunas planētas Saules sistēmā,' sacīja Kučners. 'Bet darbs ar pilsoņiem zinātniekiem vienmēr rada pārsteigumus. Viņi ir rijīgi — projekts tikko nosvinēja savu otro dzimšanas dienu, un viņi jau ir atklājuši vairāk nekā 1000 iespējamo brūno punduru. Tagad, kad esam pārstartējuši vietni ar dubultu WISE datu apjomu, mēs ceram uz vēl aizraujošākiem atklājumiem.
Saulei līdzīgas zvaigznes dzīves cikls no protozvaigznes (kreisajā pusē) līdz sarkanajam milzim (labajā pusē) līdz baltajam pundurim (tālā labajā pusē). Kredīts: ESO/M. Kornmesser
Papildus tam, ka šis pētījums liek pārdomāt planētu sistēmas attīstību laika gaitā, tas varētu sniegt norādes par mūsu pašu Saules sistēmas nākotni. Tiklīdz mūsu Saule kļūs par balto punduri, tā, visticamāk, pavadīs nākamos dažus miljardus gadu, patērējot asteroīdus un KBO, kurus izdzīvojušie gāzes giganti izsituši no jostas. Saskaņā ar šo jaunāko pētījumu, tajā varētu būt arī putekļu gredzens aptuveni vairākus miljardus gadu vēlāk.
Un, lai gan šis atklājums bija svētīgs astronomiem, tas arī parāda, kas ir iespējams, pateicoties sadarbībai starp zinātniskajām organizācijām un pilsoņu zinātniekiem. Eksoplanetu izpētes un progresīvās astronomijas laikmetā milzīgais datu apjoms padara šādu sadarbību ne tikai nepieciešamu, bet arī ļoti ienesīgu.
Papildu lasīšana: NASA , Astrophysical Journal Letters