นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เนปจูนที่โคจรรอบดาวแคระขาว ดาวเคราะห์นั้นมีขนาดใหญ่กว่าดาวฤกษ์ถึงสี่เท่าและดาวแคระขาวดูเหมือนว่าจะทำลายดาวเคราะห์อย่างช้าๆความร้อนจากดาวแคระขาวกำลังระเหยวัสดุจากชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์กลายเป็นหางคล้ายดาวหาง
ดาวแคระขาวเป็นสถานะสุดท้ายของดาวอย่างดวงอาทิตย์ของเรา เมื่อดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ไม่มีเชื้อเพลิงมันจึงขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดง ในช่วงนั้นมวลของดาวฤกษ์ส่วนใหญ่จะถูกปล่อยออกสู่อวกาศ หลังจากนั้นสิ่งที่เหลืออยู่คือดาวแคระขาวที่ค่อนข้างเล็กและเย็น
ดาวแคระขาวส่วนใหญ่เป็นแรงที่ใช้ในการเป็นตัวเอก อยู่ในสถานะสิ้นสุดไม่ใช้พลังงานใกล้เคียงกับที่เคยเป็น แต่มันก็ยังคงแผ่รังสีเพียงพอที่จะตัดบรรยากาศจากดาวเคราะห์ และนั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับดาวในการศึกษานี้ชื่อ WDJ0914 + 1914
ดาวแคระขาวในการศึกษานี้เป็นหนึ่งใน 10,000 ที่สำรวจโดย Sloan Digital Sky Survey (SDSS) การทำงานกับข้อมูล Sloan นักดาราศาสตร์ที่ Warwick วิเคราะห์แสงที่มาจากดาวแคระขาว การแปรผันของแสงที่บอบบาง แต่ตรวจจับได้นั้นมาจากระบบที่ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถระบุองค์ประกอบที่มีอยู่
พวกเขาตรวจพบแหลมเล็ก ๆ ในไฮโดรเจนออกซิเจนและกำมะถัน ไฮโดรเจนนั้นผิดปกติเนื่องจากดาวแคระขาวส่วนใหญ่ประกอบด้วยออกซิเจนและคาร์บอนและออกซิเจนและกำมะถันไม่เคยเห็นมาก่อนในสถานการณ์เช่นนี้ พวกเขามองใกล้ชิดกับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT) และพบว่ารูปร่างขององค์ประกอบทั้งสามระบุว่ามีวงแหวนของก๊าซรอบ WDJ0914 + 1914
“ ระบบนี้ไม่เคยเห็นมาก่อนและมันชัดเจนสำหรับฉันทันทีว่านี่เป็นดาวที่มีเอกลักษณ์”
ดร. Boris Gaensicke, มหาวิทยาลัย Warwick
ตอนแรกนักวิจัยคิดว่าพวกเขาเห็นดาวคู่
ดร. Boris Gaensicke จาก University of Warwick เป็นผู้เขียนหลักของงานวิจัยชิ้นหนึ่ง ในการแถลงข่าวเขากล่าวว่า“ ในตอนแรกเราคิดว่านี่เป็นดาวคู่ที่มีแผ่นดิสก์สะสมมวลรวมที่เกิดขึ้นจากมวลระหว่างดาวทั้งสอง อย่างไรก็ตามการสังเกตของเราแสดงให้เห็นว่ามันเป็นดาวแคระขาวเพียงดวงเดียวที่มีแผ่นดิสก์อยู่รอบ ๆ ดวงอาทิตย์ของเราประมาณสิบเท่าทำจากไฮโดรเจนออกซิเจนและกำมะถันเพียงอย่างเดียว ระบบนี้ไม่เคยเห็นมาก่อนและมันชัดเจนสำหรับฉันทันทีว่านี่เป็นดาวที่มีเอกลักษณ์”
หลังจากการวิเคราะห์เพิ่มเติมนักดาราศาสตร์พบว่าดาวแคระขาวกำลังเพิ่มออกซิเจนและกำมะถันจากแผ่นดิสก์ พวกเขาสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบของดิสก์เองและค้นพบว่ามันตรงกับชั้นดาวเคราะห์ที่ลึกกว่าในระบบสุริยะของเราเองเช่นเนปจูนและยูเรนัสทั้งสองยักษ์น้ำแข็ง
แม้ว่าฟิวชั่นจะหยุดไปนานแล้วดาวแคระขาวยังคงอยู่ที่ประมาณ 28,000 องศาเซลเซียส มันใช้พลังงานมากพอที่จะทิ้งระเบิดดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็นและทำให้วัสดุระเหยออกไป การคำนวณของทีมแสดงให้เห็นว่ามีวัสดุประมาณ 3,000 ตันถูกถอดออกไปในแผ่นดิสก์ทุกวินาที
Dr. Gaensicke กล่าวว่า:“ ดาวดวงนี้มีดาวเคราะห์ที่เรามองไม่เห็นโดยตรง แต่เนื่องจากดาวนั้นร้อนมากมันจึงระเหยดาวเคราะห์และเราตรวจจับบรรยากาศที่สูญเสียไป”
“ การค้นพบนี้เป็นความก้าวหน้าที่สำคัญเพราะในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาเรามีหลักฐานเพิ่มขึ้นว่าระบบดาวเคราะห์อยู่รอดในระยะแคระขาว”
DR BORIS GAENSICKE มหาวิทยาลัยวอร์วิก
ดาวแคระขาวทั้งหมดนั้นไม่ร้อนเท่านี้ นั่นหมายความว่าการตรวจจับดาวเคราะห์ใด ๆ ที่โคจรด้วยวิธีเดียวกันนี้อาจเป็นไปไม่ได้ แต่จะต้องมีมากกว่านี้ ในความเป็นจริงอาจมีดาวแคระขาวมากกว่า 10,000 ล้านดวงในทางช้างเผือก เปอร์เซ็นต์ของพวกมันร้อนพอที่จะทำให้ดาวเคราะห์มีปฏิสัมพันธ์กับพวกมันเช่นนี้เป็นคำถามเปิด
“ อาจมีดาวแคระขาวเย็นจำนวนมากที่มีดาวเคราะห์ แต่ขาดโฟตอนพลังงานสูงที่จำเป็นต่อการระเหยกลายเป็นไอดังนั้นเราจึงไม่สามารถหามันด้วยวิธีเดียวกันได้” ดร. เกนซิคกล่าว “ อย่างไรก็ตามดาวเคราะห์เหล่านั้นบางส่วนอาจตรวจพบได้โดยใช้วิธีการเปลี่ยนผ่านเมื่อกล้องโทรทรรศน์สำรวจสรุปขนาดใหญ่พุ่งไปบนท้องฟ้า” (กล้องโทรทรรศน์นั้นอาจถูกตั้งชื่อใหม่เป็นกล้องโทรทรรศน์สำรวจ Vera Rubin)
มีหลักฐานเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์อาจอยู่รอดในระยะแคระขาวของดาวฤกษ์ การค้นพบนี้เพิ่มน้ำหนักให้กับหลักฐานนั้น
“ การค้นพบครั้งนี้เป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญเพราะในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาเรามีหลักฐานเพิ่มขึ้นว่าระบบดาวเคราะห์อยู่รอดในระยะแคระขาว” ดร. กล่าว“ เราเคยเห็นดาวเคราะห์น้อยดาวหางและวัตถุดาวเคราะห์ขนาดเล็กอื่น ๆ จำนวนมากพุ่งชนดาวแคระขาว และการอธิบายเหตุการณ์เหล่านี้จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์มวลไกลออกไป การมีหลักฐานสำหรับดาวเคราะห์จริงที่กระจัดกระจายอยู่นั้นเป็นขั้นตอนสำคัญ”
ตามที่ดร. แมทเธียสอาร์ชรีเบอร์ผู้เขียนนำรายงานฉบับที่สองกล่าวว่าระบบ WDJ0914 + 1914 นั้นจะมองเห็นอนาคต “ ในแง่หนึ่ง WDJ0914 + 1914 กำลังให้เรามองเห็นอนาคตที่ไกลโพ้นของระบบสุริยะของเราเอง”
ในที่สุดดวงอาทิตย์ของเราจะแบ่งปันชะตากรรมเดียวกันกับดาวแคระขาวนี้ มันจะกลายเป็นยักษ์แดงขยายและห่อหุ้มดาวพุธดาวศุกร์และโลก (บางทีอาจเป็นดาวอังคาร) หลังจากนั้นประมาณ 6 พันล้านปีจากนี้มันจะเป็นดาวแคระขาว หากยักษ์ก๊าซและยักษ์น้ำแข็งในระบบสุริยะของเราอพยพเข้ามาใกล้ดาวฤกษ์วัสดุของพวกมันอาจถูกนำไปทิ้งในดิสก์เหมือนกับ WDJ0914 + 1914 กำลังทำกับยักษ์น้ำแข็ง
ในกระดาษสหายนักดาราศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าจะเกิดอะไรขึ้น ดวงอาทิตย์ในอนาคตของเราจะปล่อยโฟตอนพลังงานสูงพอที่จะแยกวัสดุออกจากดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน ก๊าซบางส่วนจะผ่านเข้าไปในแผ่นดิสก์จากนั้นก็เข้าไปในดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์ในอนาคตหากมีจะสามารถมองเห็นได้ในแบบเดียวกับที่เรามี
ทีมอาจพบวิธีการศึกษาบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบโดยไม่ได้ตั้งใจ
ในการแถลงข่าวดร. ไกร์เบอร์ให้ความเห็นว่า:“ เราตกใจเมื่อรู้ว่าเมื่อสังเกตดาวแคระขาวร้อนเราอาจเห็นลายเซ็นต์จากชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบ ในขณะที่สมมติฐานนี้ต้องการการยืนยันเพิ่มเติมมันอาจเปิดประตูสู่การทำความเข้าใจกับชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบได้”
นี่เป็นครั้งที่สองที่นักดาราศาสตร์ได้พบดาวเคราะห์ในสถานที่ที่ไม่คาดคิด ในเดือนพฤศจิกายนนักดาราศาสตร์ที่ใช้ข้อมูล TESS พบดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวยักษ์แดง ในกรณีทั้งสองนี้ดาวเคราะห์ใด ๆ ในตำแหน่งเหล่านี้ควรถูกทำลายเมื่อดาวฤกษ์ของพวกมันขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดง
แต่ตอนนี้มีการค้นพบสองรายการดูเหมือนว่าจะมีมากขึ้นและอีกมากมาย ในกระดาษแผ่นที่สองผู้เขียนสรุปอัตรา 1 ในดาวแคระขาว 10,000 ดวงที่ดึงชั้นบรรยากาศออกจากดาวเคราะห์ ถ้ามีดาวแคระขาวมากกว่า 10,000 ล้านดวงในทางช้างเผือกก็จะมีดาวเคราะห์ 1 ล้านดวงที่ตรวจพบด้วยความเย็น และนั่นคือความผูกพันที่จะปรับรูปแบบความเข้าใจของเราใหม่เกี่ยวกับวิธีที่ระบบสุริยะวิวัฒนาการ
นักดาราศาสตร์ที่ University of Warwick ในสหราชอาณาจักรและมหาวิทยาลัย Valparaiso ในสหรัฐอเมริกาทำการค้นพบ งานวิจัยของพวกเขาถูกตีพิมพ์ในสองบทความ กระดาษแผ่นหนึ่งมีชื่อว่า“ การเพิ่มขึ้นของดาวเคราะห์ยักษ์บนดาวแคระขาว” และถูกตีพิมพ์ในธรรมชาติ กระดาษแผ่นที่สองมีชื่อว่า“ ดาวเคราะห์ยักษ์เย็นระเหยโดยดาวแคระขาวร้อน” และถูกตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal Letters
มากกว่า:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: ดาวเคราะห์ยักษ์ที่ซ่อนอยู่เปิดเผยรอบดาวแคระขาวเล็ก ๆ
- บทความวิจัย: ดาวเคราะห์ยักษ์เย็นระเหยโดยดาวแคระขาวร้อน
- บทความวิจัย: การเพิ่มของดาวเคราะห์ยักษ์บนดาวแคระขาว
- นิตยสาร Space: ดูเหมือนเป็นไปไม่ได้ แต่อย่างใดดาวเคราะห์ดวงนี้รอดพ้นจากระยะยักษ์สีแดงของดาว
