Mrtvi planeti oko bijelih patuljaka mogli bi emitirati radio valove koje možemo otkriti, šaljući signale milijardama godina
Kada zvijezda dođe do kraja svog životnog ciklusa, otpuhnut će svoje vanjske slojeve u vatrenoj eksploziji poznatoj kao supernova. Što se tiče manje masivnih zvijezda, bijeli patuljak je ono što će ostati iza. Slično, svim planetima koji su jednom kružili oko zvijezde također će njihovi vanjski slojevi biti otpuhani nasilnim praskom, ostavljajući iza sebe jezgre.
Desetljećima su znanstvenici mogli otkriti ove planetarne ostatke tražeći radio valove koji nastaju njihovim interakcijama s magnetskim poljem bijelog patuljka. Prema novom istraživanju dva istraživača, ove 'radio-glasne' planetarne jezgre nastavit će emitirati radio signale i do milijardu godina nakon što su njihove zvijezde umrle, što će ih učiniti vidljivim sa Zemlje.
Istraživanje je proveo dr. Dimitri Veras iz Centar za egzoplanete i nastanjivost na Sveučilištu Warwick i prof. Alexander Wolszczan, slavni lovac na egzoplanete iz Centar za egzoplanete i nastanjive svjetove na Državnom sveučilištu Pennsylvania. Studija koja detaljno opisuje njihove nalaze nedavno je objavljena u Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva .
Umjetnikov dojam zvijezde bijelog patuljka okruženog planetarnim ostacima. Zasluge i ©: Mark A. Garlick/space-art.co.uk/University of Warwick
Ova metoda otkrivanja egzoplaneta zapravo je poprilično cijenjena. Zapravo, upotrijebio ga je sam dr. Wolszcan 1990. godine za otkrivanje prvog potvrđenog egzoplaneta oko pulsara. To je moguće zbog načina na koji će snažno magnetsko polje bijelog patuljka komunicirati s metalnom strukturom planetarne jezgre koja kruži.
To uzrokuje da jezgra djeluje kao vodič, što može dovesti do stvaranja unipolarnog kruga induktora. Zračenje iz ovog kruga emitira se kao radio valovi koji se zatim mogu detektirati radioteleskopima na Zemlji. Međutim, Veras i Wolszcan pokušali su otkriti koliko dugo ove jezgre mogu preživjeti nakon što im se skinu vanjski sloj (i stoga, koliko dugo se još mogu detektirati).
Pojednostavljeno rečeno, planetarne jezgre koje kruže oko zvijezde bijelog patuljka neizbježno će biti povučene prema unutra zbog utjecaja električnih i magnetskih polja bijelog patuljka (fenomen poznat kao Lorenzov drift). Nakon što se dovoljno približe, planetarni ostaci bit će rastrgani snažnom gravitacijom bijelog patuljka i progutani - u tom trenutku više ih se neće moći otkriti.
U prethodnim modelima, astronomi su izračunavali preživljavanje planetarnih jezgri na temelju toga koliko bi vremena bilo potrebno da jezgre otplove prema unutra. Međutim, Veras i Wolszcan su također uključili utjecaj gravitacijskih plime u svoj model, koji može predstavljati jednaku ili dominantnu silu.
Observatorij Arecibo, najveći svjetski radio teleskop s jednom antenom. Zasluge: NAIC/Arecibo Observatory/NSF
Zatim su proveli simulacije koristeći cijeli raspon vidljivih jakosti magnetskog polja bijelog patuljka i njihove potencijalne atmosferske električne vodljivosti. Na kraju je njihovo modeliranje otkrilo da bi u mnogim slučajevima planetarne jezgre mogle preživjeti više od 100 milijuna godina i čak milijardu godina. Kako je dr. Veras objasnio :
“Postoji slatka točka za otkrivanje ovih planetarnih jezgri: jezgra koja je preblizu bijelom patuljku bila bi uništena plimskim silama, a jezgra previše udaljena ne bi se mogla otkriti. Također, ako je magnetsko polje prejako, ono bi gurnulo jezgru u bijeli patuljak i uništilo ga. Stoga bismo trebali tražiti planete samo oko tih bijelih patuljaka sa slabijim magnetskim poljima na razmaku između otprilike 3 sunčeva radijusa i udaljenosti Merkur-Sunce.”
“Nitko prije nije pronašao samo golu jezgru velikog planeta, niti veliki planet samo praćenjem magnetskih potpisa, niti veliki planet oko bijelog patuljka. Stoga bi ovo otkriće predstavljalo 'prve' u tri različita smisla za planetarne sustave.'
Par se nada da će upotrijebiti svoje rezultate za informiranje o budućim potragama za planetarnim jezgrama oko bijelih patuljaka. 'Rezultate ovog rada koristit ćemo kao smjernice za dizajn radio pretraživanja planetarnih jezgri oko bijelih patuljaka', rekao je prof. Wolszczan. 'S obzirom na postojeće dokaze o prisutnosti planetarnih krhotina oko mnogih od njih, mislimo da su naše šanse za uzbudljiva otkrića prilično dobre.'
Teleskop Green Bank je najveći svjetski teleskop koji se može u potpunosti upravljati. Zasluge: NRAO/AUI/NSF
Nadaju se da će ova promatranja provesti pomoću radio-teleskopa poput Zvjezdarnica Arecibo u Portoriku i Teleskop Green Bank u Zapadnoj Virginiji. Ovi napredni instrumenti omogućit će im promatranje bijelih patuljaka u istim dijelovima elektromagnetskog spektra koji je omogućio revolucionarno otkriće prof. Wolszczana i njegovih kolega 1990. godine.
'Otkriće bi također pomoglo u otkrivanju povijesti ovih zvjezdanih sustava, jer da bi jezgro doseglo tu fazu, u nekom bi trenutku bilo nasilno lišeno atmosfere i plašta, a zatim bačeno prema bijelom patuljku', dodao je dr. Veras . 'Takva bi jezgra također mogla pružiti uvid u našu vlastitu daleku budućnost i kako će se Sunčev sustav na kraju razviti.'
Milijarde godina od sada, nakon što naše Sunce postane supernova, a planeti u unutarnjem Sunčevom sustavu budu spaljene metalne kugle, donekle je ohrabrujuće znati da će izvanzemaljske civilizacije (ili možda naši potomci) i dalje moći proučavati ono što je ostalo Zemlje.
