„Hubble“ archyve rasta planeta, galėjusi gimti po žvaigždės mirties

2026 m. spalio 5 d. NASA pranešime apie „Hubble“ archyvo analizę pristatyta galima antrosios kartos planeta prie baltosios nykštukės HS 0209+0832. Astronomai senajame žvaigždės spektre atpažino neįprastai gausų niobį: tai patvirtintas cheminis radinys, o iš kadaise žvaigždės išmestos medžiagos susiformavusi planeta tebėra kandidatė.

Už šios išvados slypi du skirtingi matavimai – ultravioletinė žvaigždės šviesa ir reguliarus jos šviesio kitimas. Tyrimo vadovas Jamie Williamsas „Science News“ reportaže pasakė: „A planet is the most reasonable explanation“ – „planeta yra pagrįsčiausias paaiškinimas“. Tokia formuluotė nusako hipotezės stiprumą, bet nereiškia, kad numanomas dujinis milžinas jau tiesiogiai užfiksuotas.

Kaip senajame spektre atsirado nauja užuomina

1999 m. „Hubble“ spektrografu STIS gautame HS 0209+0832 spektre liko maždaug šimtas neatpažintų sugerties linijų. „Nature Astronomy“ tyrime aprašyta, kaip, pasitelkus atnaujintus atominių perėjimų duomenis, dauguma jų susieta su variu ir niobiu. Niobio požymis taip pat išskirtas nepriklausomame FUSE ultravioletiniame spektre; abu stebėjimai rodo tą pačią neįprastą žvaigždės atmosferos savybę. Palyginimui išnagrinėtuose dar 33 metalais praturtintų baltųjų nykštukių FUSE spektruose niobio neaptikta. Tai padidina šios sistemos cheminio pėdsako išskirtinumą, bet savaime neatskleidžia medžiagą tiekiančio kūno.

Sugerties linija atsiranda tada, kai tam tikro bangos ilgio šviesą sugeria medžiaga žvaigždės atmosferoje. Kelių skirtingų to paties elemento linijų sutapimas su modeliu leidžia jį atpažinti patikimiau negu vienas atsitiktinis spektro įdubimas. Šiuo atveju pačiame „Hubble“ stebėjime pasikeitė ne duomenys, o galimybė juos interpretuoti naudojant išsamesnį atomų spektrų aprašą.

Niobis nėra vienintelė mįslės dalis. Baltojoje nykštukėje gausu ir vario bei cinko, tačiau silicio aptikta tik pėdsakų, o geležies spektre neaptikta. Tai neprimena įprastos uolinės nuolaužos sudėties: iš ardytos akmeninės planetos tikėtasi ryškesnių uolienas sudarančių elementų požymių. Niobio gausa, palyginti su Saulės chemine sudėtimi, viršija tūkstantį kartų, todėl tokio derinio kilmę reikia aiškinti atskirai.

Karštoje baltojoje nykštukėje spinduliuotė kai kuriuos elementus gali sulaikyti atmosferoje ir pakeisti matomą jų santykį. Skaičiavimai rodo, kad šis poveikis niobiui, variui ir cinkui yra nereikšmingas. Taigi jų pėdsakai rodo išorinę medžiagą, pasiekiančią žvaigždę, nors pats spektras dar neatskleidžia, koks kūnas ją tiekia.

Ką prie cheminio radinio prideda TESS

TESS užfiksavo, kad HS 0209+0832 šviesis kinta maždaug kas 4,4 paros; svyravimo amplitudė siekia apie 0,12 procento. Tai išmatuotas periodinis signalas. Jeigu jį sukelia aplink žvaigždę skriejantis kūnas, modelis numato orbitą maždaug už 0,04 astronominio vieneto, arba apie šešis milijonus kilometrų, nuo baltosios nykštukės.

Tokiame nuotolyje dar karšta žvaigždės liekana stipriai apšvitintų dujinio milžino atmosferą. Dalis dujų galėtų ištrūkti, aplink žvaigždę sudaryti medžiagos telkinį ir ilgainiui nusėsti jos paviršiuje. Šis mechanizmas susieja šviesio ritmą su niobio pėdsaku: spektre matytume ne pačią planetą, o jos prarastos medžiagos poveikį baltajai nykštukei.

Šviesio kitimas turi bent du planetinį scenarijų atitinkančius paaiškinimus. Orbitai sukantis, stebėtoją galėtų pasiekti skirtingas įkaitusios planetos dieninės ir naktinės pusės spinduliavimas; taip pat prieš žvaigždę galėtų praeiti nuo garuojančios planetos nutįsusi dujų uodega. Dabartiniai duomenys šių variantų neatskiria, todėl iš signalo negalima tiesiogiai nustatyti kūno sandaros ar įrodyti jo kilmės.

Kaip planeta galėjo susidaryti po žvaigždės gyvenimo

Žvaigždė, iš kurios liko HS 0209+0832, gyvenimo pabaigoje išmetė išorinius sluoksnius. Vėlyvojoje milžinės stadijoje medžiaga gali būti praturtinta sunkesniais elementais, susidarančiais lėtai gaudant neutronus; niobis yra vienas tokio proceso požymių. Jei dalis išmestos medžiagos susitelkė į diską aplink būsimą baltąją nykštukę, iš jo galėjo rastis naujas dujinis pasaulis. Taip būtų paaiškinta, kodėl žvaigždę dabar pasiekianti medžiaga skiriasi nuo įprastų pirmosios kartos planetų nuolaužų. Tiesioginis išmestų dujų sugrįžimas nepakankamai paaiškina elementų santykį: greta niobio tikėtino stroncio spektre neaptikta. Planetos atmosferoje vykstantys procesai galėtų šį santykį pakeisti, tačiau tam reikėtų detalesnio atmosferos modelio.

Diskui susidaryti reikėjo, kad išmetamos dujos ne visos tolygiai išsisklaidytų erdvėje. Vienas nagrinėjamas kelias – ankstesnis artimas žvaigždės kompanionas, kurio gravitacija galėjo nukreipti dalį medžiagos į orbitą. Toks kompanionas yra fizikinio scenarijaus sąlyga, o ne šioje sistemoje patvirtintas radinys. Kitas kelias leidžia senesniam mažesniam planetiniam branduoliui prisitraukti iš naujo disko susidariusią atmosferą: tada kūnas būtų mišrios kilmės, nors medžiaga, patenkanti į baltąją nykštukę, būtų antrosios kartos.

Laikas šias galimybes riboja. HS 0209+0832 vėsimo amžius įvertintas maždaug penkiais milijonais metų, tad planeta, atsiradusi po žvaigždės išorinių sluoksnių išmetimo, turėjo susiformuoti per palyginti trumpą laikotarpį. Jei ji gimė toliau ir vėliau priartėjo, per tą patį laiką būtų turėjusios įvykti papildomos gravitacinės sąveikos bei orbitos nusistovėjimas. Dėl to susidarymas arti žvaigždės yra paprastesnis siūlomo paaiškinimo kelias, nors pats diskas ir planetos gimimas šioje sistemoje nestebėti.

Didžiausia šio radinio vertė – konkretus cheminis požymis, leidžiantis ieškoti panašiai praturtintų baltųjų nykštukių. Papildomi ultravioletiniai stebėjimai galėtų parodyti, ar elementų pėdsakai laikui bėgant kinta taip, kaip tikimasi iš atmosferą prarandančio artimo kūno. Tolesni „Hubble“ stebėjimai ir didesnė panašių sistemų imtis padėtų nustatyti, ar HS 0209+0832 yra išskirtinis atvejis, ar pirmoji platesnės populiacijos užuomina.

Taip pat skaitykite:

• „Google Takeout“ archyvas: atsisiuntimas duomenų iš serverių neištrina
• Kiteworks po visuotinio išjungimo: spraga rasta, įsilaužimo požymių nėra