Co dzieje się z planetami, gdy ich macierzysta gwiazda umiera? Czy jest szansa na przetrwanie?

Każdy kto fascynuje się astronomią wie, że nic nie jest w niej pewne na sto procent. Poglądy jakich trzymamy się w danym momencie mogą zależeć od aktualnych umiejętności obserwacyjnych, od tego jakim aparatem matematycznym, który opisuje Wszechświat aktualnie dysponujemy.

Już prawie trzy dekady we Wszechświecie z planetami poza Układem Słonecznym

Kiedyś Układ Słoneczny ze swoimi planetami był dla nas wyjątkowym tworem w skali kosmosu. O planetach pozasłonecznych mówiło się tylko teoretycznie, aż do 1992 roku, gdy Aleksander Wolszczan wykrył zakłócenia pulsacji pulsara milisekundowego PSR1257 + 12. Analiza tych danych utwierdziła nas w przekonaniu, że są one wynikiem istnienia na orbicie tego obiektu innych mniejszych. Planet. Początkowo uważano, że są cztery takie obiekty, ostatecznie skończyło się na trzech.

Wizualizacja jednego z bardziej znanych układów pozasłonecznych, Kepler-186

Ten pierwszy w historii potwierdzony układ planetarny był jednak mało atrakcyjny z perspektywy istnienia klasycznego życia, gdyż pulsar emituje zabójcze promieniowanie rentgenowskie. Poza tym planety przyjęły obserwowaną postać prawdopodobnie dopiero po powstaniu pulsara, jednak ich istnienie pobudziło astronomów do dyskusji nad problemem przetrwania przez planety śmierci ich macierzystej gwiazdy.

Dziś znamy już tysiące planet, większych i mniejszych, na ciasnych i luźniejszych orbitach wokół zwykłych gwiazd. Wiemy też, że nasze statystyki zależą od naszych umiejętności obserwacyjnych, dlatego jedynie kwestią czasu było, aż odkryjemy nowe obiekty, które wymykają się dotychczasowym poglądom.

Planety krążące wokół białych karłów

W październiku 2020 roku doniesiono o wykryciu planety obiegającej białego karła o symbolu WD 1856+534. Planeta WD 1856 b to obiekt klasy jowiszowej, siedem razy większy niż tenże biały karzeł, który ma z kolei średnicę około 18 tysięcy kilometrów. Choć brzmi to absurdalnie, by większy obiekt obiegał mniejszy, ale wynika to z praw grawitacji i faktu, że to w białym karle znajduje się większość masy tego układu.

Wyobrażenie planety WD 1856 b

Tamten obiekt zaobserwowano metodą tranzytów, za pomocą obserwatorium kosmicznego TESS. Jego odległość od białego karła to jednak niespełna 3 miliony kilometrów, co oznacza, że orbita musiała w pewnym momencie ulec silnemu zacieśnieniu. Wciąż czekaliśmy więc na odkrycie układu planetarnego, który bardziej odpowiada przyszłości naszego.

W końcu udało się. Ponownie mamy do czynienia z obiektem klasy jowiszowej (dokładnie około 40% większym niż Jowisz), która obiega białego karła o masie około 60% masy Słońca. Tym razem jednak odkrytym w ramach późniejszych obserwacji obiektu MOA-2010-BLG-477L, czyli zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego jeszcze z 2010 roku. Ze względu na naturę techniki detekcji, która pozwala wykrywać obecnie jedynie bardzo odległe obiekty, nie jest zaskoczeniem, że odległość wspomnianego układu jest bardzo duża i wynosi około 6500 lat świetlnych.

Wizualizacja planety jowiszopodobnej krążącej wokół białego karła fot: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

Dalsze obserwacje tego obiektu, potwierdziły, że centralnym obiektem jest biały karzeł, wykluczyły możliwość gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury. Najistotniejszy w tym przypadku jest fakt, że planeta obiega białego karła po orbicie o sporych rozmiarach. W odległości co najmniej około 420 milionów kilometrów. Dla porównania średnia odległość Jowisza od Słońca to 778 milionów kilometrów.

Obserwacje planet na orbitach białych karłów, które ewidentnie są pozostałościami wcześniejszego systemu planetarnego, potwierdzają teorie i modele komputerowe, które sugerują istnienie planet wokół ponad połowy białych karłów w Galaktyce.

Jest nadzieja, że uda się schronić na jednym z księzyców Jowisza lub dalej

Oczywiście nie każdej planecie w danym układzie planetarnym dane będzie przetrwać koniec głównego etapu życia macierzystej gwiazdy o masie mniejszej niż 8 mas Słońca, czyli takiej, które pozostawiają po sobie białe karły. W przypadku naszego układu planetarnego, planety skaliste bliższe niż Jowisz raczej nie przetrwają etapu, gdy Słońce będzie puchło do rozmiaru olbrzyma. Zostaną one pochłonięte i zniszczone. Nawet Mars nie będzie bezpiecznym schronieniem.

Jednak Jowisz jest nie tylko dość daleko od Słońca, ale jest też na tyle masywny, że nawet odrzucenie materii poprzedzające powstanie białego karła, nie przeszkodzi jego istnieniu. Owszem spora część materii z jego zewnętrznych warstw zostanie zwiana na etapie pulsującego Słońca olbrzyma, a także w chwili, gdy wyda ono ostatnie tchnienie jako gwiazda, ale większość masy tego gazowego giganta zostanie zachowana jako planeta.

Szanse mają też pozostałe gazowe giganty w naszym układzie Słonecznym, które są jeszcze dalej niż Jowisz od Słońca. A skoro przetrwają te planety, to przetrwać mogą również obiegające je księżyce.

Astronomowie teoretyzują, że można w takim razie wyobrazić sobie zaawansowaną cywilizację ziemską, która w przyszłości, by uchronić się przed końcem Słońca, nie tylko rusza na podbój dalekiego kosmosu, ale przenosi się też na księżyce planet gigantów. Ta druga perspektywa zresztą wydaje się możliwa jeszcze na długo zanim Słońce osiągnie fazę olbrzyma. Samo istnienie ziemskiej cywilizacji w tak odległym momencie, za kilka miliardów lat, gdy Słońce zacznie umierać, jest z kolei kwestią dyskusyjną.

A co potem, gdy dotrzemy do krańca czasu?

Osoby zainteresowane rozmyślaniem nad odległą przyszłością całego Wszechświata, może zainteresować poniższa animacja. To prawda, że jest długa, tak jak długo będzie prawdopodobnie istniał kosmos, ale też pobudza do ciekawych rozmyślań.

Obejrzyj w

Źródło: Nature, inf. własna, fot: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko