Zespół badawczy prowadzony przez University College w Londynie po raz pierwszy znalazł dowód na istnienie odłamków skalnych okrążających dwie gwiazdy w systemie podobnym do kultowej pustynnej planety Tatooine z sagi Gwiezdnych Wojen.

Artykuł napisał Grzegorz Grygorczyk.

Raporty z badań szczątków rozbitych asteroid krążących wokół białego i brązowego karła w układzie podwójnym SDSS 1557, oddalonym o około tysiąc lat świetlnych, zostały opublikowane w lutym tego roku na łamach pisma „Nature Astronomy”. Finansowane były m.in. przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych.

Odkrycie jest znaczące, gdyż wszystko wskazuje na to, iż odłamki te są skaliste. To sugeruje, że planety typu ziemskiego takie jak Tatooine mogłyby istnieć w takim układzie. Do tej pory wszystkie planety odkryte w układach podwójnych były, podobnie jak Jowisz, gazowymi gigantami i uważano, że tworzą się tylko w zlodowaciałych obszarach układów.

Wizja artystyczna – dysk składający się z odłamków rozbitych planetozymali otacza układ podwójny składający się z białego i brązowego karła. Biały karzeł to wypalone jądro gwiazdy, która była podobna do Słońca. Brązowy karzeł jest jedynie 60 razy masywniejszy od Jowisza. Okrążają się one w okresie trochę krótszym od dwóch godzin.

Zespół badał układ podwójny i skład chemiczny skał mierząc ich absorpcję fal o różnych długościach za pomocą teleskopów Gemini South i VLT w Chile. W przeciwieństwie do bogatego w węgiel zlodowaciałego materiału znajdywanego w innych układach podwójnych, materiał z SDSS 1557 ma wysoką zawartość metali, w tym magnezu i krzemu. Każdy metal, który widzimy w białym karle, zniknąłby w ciągu kilku tygodni i zapadł się wgłąb, chyba że odłamki przemieszczałyby się cały czas w stronę gwiazdy. Od czasu odkrycia tego układu w 2010 roku biały karzeł został zanieczyszczony materią o masie 10^14 kg, co odpowiada asteroidzie wielkości ponad czterech kilometrów.

Tworzenie się skalistych planet w układach podwójnych jest bardzo utrudnione, ponieważ zmiany sił grawitacyjnych mogą znacząco przyciągać i odpychać odłamki, uniemożliwiając im zbicie się i urośnięcie do rozmiarów planety. Odkrycie szczątek asteroid w SDSS 1577 daje jasny sygnał o możliwościach powstawania planety typu ziemskiego z asteroid, co pomaga nam zrozumieć jak skaliste egzoplanety powstają w układach podwójnych.

W Układzie Słonecznym pas asteroid zawiera pozostałości po podstawowych elementach, z których powstały planety typu ziemskiego takie jak Merkury, Wenus, Ziemia i Mars. W związku z tym naukowcy badają asteroidy by lepiej zrozumieć formowanie się planet skalistych, które mogą być możliwe do zamieszkania. Zespół wykorzystał tę samą metodę w układzie SDSS 1557, ponieważ żadne planety w tym układzie nie mogły zostać wykryte bezpośrednio, za to odłamki skalne tworzą ogromny pas, przez co są znacznie łatwiejsze do analizy.

Odkrycie okazało się kompletną niespodzianką, gdyż do tej pory zespół sądził, że biały karzeł jest pojedynczą gwiazdą. Jednak jeden ze współautorów, będący ekspertem w układach podwójnych, zauważył znaki wskazujące na nieprawidłowość tego założenia. Pomimo użycia dobrego sprzętu brązowy karzeł pozostał niezauważony ze względu na obecność obłoków pyłu, ale gdy astronomowie przyjrzeli się bliżej układowi zauważyli niewielki wpływ grawitacyjny brązowego karła na drugą gwiazdę.

Znamy tysiące układów podwójnych takich jak SDSS 1557, ale tu po raz pierwszy udało się zaobserwować skalne odłamki i zanieczyszczenia. Teraz zespół zajmie się obserwacją SDSS 1577 za pomocą teleskopu Hubble’a by bezsprzecznie udowodnić, że pył jest w większości zbudowany ze skał, a nie lodu.

Autor

Grzegorz Grygorczyk