Hviezda, ktorá zničila svoj planetárny systém
Medzinárodný tím astrofyzikov s účasťou pracovníkov z Astronomického ústavu SAV, v. v. i., objavil unikátnu hviezdu, ktorá s veľkou pravdepodobnosťou zničila svoj vlastný planetárny systém. Výsledky boli nedávno publikované v renomovanom časopise Nature Astronomy.
Dnes poznáme už viac ako 5000 exoplanét. Sú to planéty, ktoré obiehajú okolo iných hviezd, podobne ako planéty v našej Slnečnej sústave obiehajú okolo našej hviezdy – Slnka. Väčšina exoplanét obieha okolo normálnych hviezd, ktoré voláme trpaslíky. Počas vývoja takejto hviezdy sa však z trpaslíka stane obor, neskôr ešte väčšia tzv. AGB hviezda a nakoniec, paradoxne, úplne malý biely trpaslík. Ukazuje sa, že takmer každá hviezda má planéty alebo aj zložitejšiu planetárnu sústavu, kde okrem planét môžu byť aj menšie objekty ako asteroidy alebo kométy. Takéto objekty boli detegované okolo hviezd trpaslíkov, obrov aj bielych trpaslíkov. Bohužiaľ, zatiaľ vieme len veľmi málo o tom, čo sa stane s planétami a planetárnymi sústavami pri AGB hviezdach v období, keď sa obrovská chladná AGB hviezda mení na maličkého horúceho bieleho trpaslíka.
Medzi AGB hviezdou a bielym trpaslíkom je prechodné štádium, nazývané planetárna hmlovina. Je to akási obálka okolo centrálnej hviezdy, ktorá však nemá nič spoločného s planétami, iba sa tak „nešťastne volá“. Obria hviezda počas AGB štádia stratí väčšinu svojej hmoty, ktorá neskôr utvorí spomínanú planetárnu hmlovinu. Tú môžeme pozorovať iba vďaka tomu, že ju osvetľuje centrálna horúca hviezda.
Náš tím preskúmal asi 2000 centrálnych hviezd takýchto planetárnych hmlovín. Jedna z nich, s menom WeSb1, vykazovala zvláštne a podozrivé správanie. Jej jasnosť často náhodne klesá, dokonca až 10-násobne. Niekedy to trvalo dni, niekedy aj týždne, akoby ju niečo tmavé zakrývalo. Toto observačné zistenie je zobrazené na obr. 1. Následne sme objekt pozorovali na viacerých ďalekohľadoch na Kanárskych ostrovoch s využitím rôznych metód, družicou TESS a jednu noc aj pomocou 1,3 m ďalekohľadu na Skalnatom Plese. Snímka objektu z pozemských ďalekohľadov NOT a INT je na obr.2. Pekne tu vidieť práve spomenutú planetárnu hmlovinu okolo našej hviezdy, ktorá je zhruba v jej strede.
Podrobnejšou analýzou a pospájaním všetkých informácii sme navrhli hypotézu vysvetľujúcu správanie tejto hviezdy. Hviezdu nezakrývajú žiadne iné hviezdy ani planéty, ale veľké prachové mraky. Tieto sa nenachádzajú v jej atmosfére, ale obiehajú okolo hviezdy. Situácia je však o dosť komplikovanejšia. Skutočnú centrálnu hviezdu vlastne nevidíme, lebo je príliš horúca a vyžaruje v ultrafialovej oblasti spektra. Zdá sa, že centrálna hviezda nie je osamotená, ale má sprievodcu. Teda hviezda, ktorú vidíme, je práve ten sprievodca. Je to hviezda podobná Slnku, len trochu horúcejšia a väčšia. Práve túto hviezdu prachové mraky zakrývajú. Odkiaľ sa tam ale také veľké a husté prachové mraky zobrali?
Najpravdepodobnejšie vysvetlenie je, že takéto prachové mraky sú dôsledkom rozpadu alebo zrážok väčších prítomných telies, ako sú planéty alebo asteroidy. Tým, že sa z trpaslíka stala obria AGB hviezda, pravdepodobne pohltila planéty do vzdialenosti zhruba jednej astronomickej jednotky (vzdialenosť Zeme od Slnka). Stratou väčšiny svojej hmoty AGB hviezda zároveň destabilizovala planéty, ktoré obiehali ďalej od nej. Tieto zmenili dráhy, nastal chaos, zrážky objektov, niektoré z nich sa zatúlali k sprievodcovi, kde mohli zrážky a rozpad telies pokračovať a vytvoriť také obrovské prachové mraky. Planéty a prach v blízkosti centrálnej hviezdy síce asi neprežili, ale tie v okolí sprievodcu zrejme áno, a práve vďaka tomu môžeme toto predstavenie sledovať.
Takýto scenár by znamenal, že planéty a planetárne sústavy sú prítomné aj v štádiu planetárnej hmloviny, pričom prechádzajú dosť divokým až násilným vývojom.
Text: tím vedcov, ktorí sa podieľali na výskume
Ján Budaj, Astronomický ústav SAV, Tatranská Lomnica, Slovenská republika
Klaus Bernhard, Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne e.V., Berlin, Germany
David Jones, Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Spain, Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, La Laguna, Spain, Nordic Optical Telescope, Breña Baja, Spain
James Munday, Department of Physics, University of Warwick, Coventry, UK