NOVA promatranja svemirskog teleskopa James Webb mogla bi ponuditi ključne uvide u to kako je divovski egzoplanet preživio nasilnu smrt svoje matične zvijezde i završio u bliskoj orbiti oko njezinih ostataka.

Ova otkrića ujedno služe i kao nagovještaj sudbine koja bi mogla zadesiti najveće planete našeg Sunčevog sustava, poput plinovitih divova Jupitera i Saturna, kada Sunce umre za otprilike pet milijardi godina, piše CNN.

Astronomi su 2020. otkrili zagonetan planet veličine Jupitera koji kruži oko mrtve zvijezde, bijelog patuljka. Nazvan WD 1856 b, ovaj sustav udaljen je 80 svjetlosnih godina od Zemlje, a sam planet je čak sedam puta veći od svoje zvijezde, koja je veličine našeg planeta. "Riječ je o jednom od najbizarnijih planetarnih sustava za koje znamo", izjavio je dr. Christopher O’Connor, suautor studije objavljene u časopisu Nature.

WD 1856 b napravi jedan krug oko svoje mrtve zvijezde svaka 34 sata, a od nje je udaljen manje od tri milijuna kilometara. Kada zvijezda slična Suncu potroši vodik u svojoj jezgri, ona se proširi na više od 100 puta svoje prvotne veličine prije nego što se uruši u gustog bijelog patuljka. S obzirom na to da je WD 1856 b 50 puta bliži svojoj zvijezdi nego Zemlja Suncu, astronomima nije bilo jasno kako je planet uopće mogao preživjeti uništenje svog domaćina.

Kako bi rekonstruirali nevjerojatno putovanje planeta, O’Connor i njegovi kolege koristili su svemirski teleskop James Webb za snimanje novih podataka o planetu te mjerenje njegove atmosfere, mase i temperature. Gotovo svako otkriće bilo je neočekivano i sugerira da golemi planeti mogu preživjeti propast svojih zvijezda na načine koji su se prije smatrali nemogućima.

Neobičan planet

Bliska orbita planeta i nesrazmjer u veličini između WD 1856 b i njegove zvijezde potaknuli su O’Connora i kolege na daljnje istraživanje. "Kada teorijski astrofizičar pronađe neobičan objekt tamo gdje ga ne bi trebalo biti, to je poput poziva iz svemira da postanemo kreativni u traženju objašnjenja", napisao je O’Connor.

Ipak, promatranja teleskopom Webb predstavljala su izazov. Tim je imao ograničene prilike za promatranje tranzita, odnosno prolaska planeta ispred zvijezde, što uzrokuje privremeni pad njezina sjaja. Mrtvi bijeli patuljci mnogo su tamniji od zvijezda koje se inače promatraju Webbom.

"Stvari dodatno otežava činjenica da tranzit planeta traje samo osam minuta, pa je to situacija u kojoj ga, ako trepnete, možete propustiti", rekla je suautorica studije Victoria Boehm. "Uhvatiti dovoljno svjetla da se zabilježi spektar WD 1856 b, a istovremeno biti dovoljno brz da se ne propusti tranzit, nešto je što može samo Webb."

Podaci prikupljeni analizom svjetlosti koja je prošla kroz atmosferu planeta otkrili su dosad nepoznate informacije. Tim je utvrdio da je masa planeta između četiri i 11 puta veća od Jupiterove.

Infracrveno svjetlo koje emitira WD 1856 b sugerira da je njegova temperatura oko 127 Celzijevih stupnjeva, što je znatno toplije nego što bi se očekivalo samo od zagrijavanja uzrokovanog mrtvom zvijezdom. "To nas je zapravo i navelo da iz naših podataka počnemo otkrivati povijest planeta", rekao je O’Connor.

Zagonetna migracija

Tim je kombinirao nova mjerenja s modelima hlađenja divovskih planeta, koji se hlade predvidljivom brzinom povezanom s njihovom masom. Rezultati su pokazali da je planet izvorno kružio na znatno većoj i sigurnijoj udaljenosti, a zagrijao se tijekom migracije prema unutra nakon što je zvijezda umrla.

Znanstvenici imaju dvije glavne teorije o tome kako je WD 1856 b završio u svojoj sadašnjoj, tijesnoj orbiti. Prema jednoj, planet je progutala zvijezda dok se širila, ali je uspio preživjeti. Prema drugoj, izbjegao je smrt zvijezde, ali su ga gravitacijski utjecaji drugih objekata u sustavu gurnuli bliže bijelom patuljku.

"U oba slučaja, imamo razloga vjerovati da bi se planet iznutra zagrijao kao nuspojava tog nasilnog procesa migracije", rekao je O’Connor. "U prvom scenariju, očekivali bismo da su se migracija i zagrijavanje dogodili istodobno sa smrću matične zvijezde, prije otprilike šest milijardi godina. U drugom, to se moglo dogoditi milijardama godina kasnije, zbog kaosa gravitacijskih interakcija."

Podaci tima sugeriraju da se zagrijavanje planeta dogodilo prije otprilike milijardu godina, što bi moglo isključiti mogućnost da je bio progutan. To potvrđuje i Webbov spektar, koji je zabilježio tragove kemijskog sastava planeta. "Uočili smo karakteristične tragove malih čestica oblaka i ugljikovodika, najvjerojatnije metana, što je prvi put da smo zabilježili atmosferu na planetu koji prolazi ispred mrtve zvijezde", rekla je Boehm. "Nedavno smo s Webbom promatrali još četiri tranzita kako bismo dublje istražili kemiju njegove atmosfere i jedva čekamo vidjeti rezultate."

Glavni autor dr. Ryan MacDonald ističe kako obilje metana također govori protiv teorije o gutanju, jer bi prikupljanje vodika iz zvijezde razrijedilo količinu metana. Dr. Caroline Morley, koja nije sudjelovala u studiji, upozorava na oprez zbog neslaganja u rezultatima temperature. "Postoje razlozi za sumnju u zaključak da je planet 'ponovno zagrijan'. Mislim da je preliminarno otkriće metana vjerojatno, a otkriće oblaka i izmaglice čvrsto."

Dr. Ian Crossfield, koji je bio u timu koji je otkrio planet 2020., smatra zaključke o migraciji "intrigantnima", ali napominje da je potrebno još istraživanja. "Ovaj rad pokazuje kako najupečatljivija promatranja planeta teleskopom Webb i dalje ostaju ona plinovitih divova, čak i kada je zvijezda oko koje kruže odavno umrla", napisao je.

Budućnost našeg Sunčevog sustava

Sustav WD 1856 djeluje kao model onoga što bi se moglo dogoditi u našem Sunčevom sustavu. Poput zvijezde planeta WD 1856 b, i naše će se Sunce za otprilike pet milijardi godina pretvoriti u crvenog diva, pri čemu će progutati najbliže planete Merkur i Veneru. Zemljina orbita nalazi se na samom rubu te buduće "opasne zone", pa je sudbina našeg planeta neizvjesna.

Međutim, divovski planeti u našem sustavu mogli bi preživjeti i nastaviti se razvijati milijardama godina. Očekuje se da će sustav WD 1856 ostati u svom trenutnom stanju bilijunima godina. "Naši rezultati pokazuju da smrt zvijezde nije kraj - neki planeti doživljavaju živahnu i dinamičnu budućnost i nakon što njihova zvijezda umre", rekao je MacDonald.

Kada se Sunce, otprilike milijardu godina nakon faze crvenog diva, pretvori u bijelog patuljka, ostatak planeta u našem sustavu nastavit će kružiti oko njega.

"Očekujemo da će se preživjeli planeti postupno udaljavati od Sunca dok ne dosegnu otprilike dvostruko veće udaljenosti od sadašnjih", napisao je O'Connor. "Ipak, možda bismo trebali razmisliti bi li se njihove orbite mogle dramatičnije promijeniti, što bi dovelo do toga da se jedan od njih približi Suncu, koje će postati bijeli patuljak, kao što je to danas slučaj s planetom WD 1856 b."