Két fehér törpe óriás exobolygóiról készített felvételt a James Webb-űrtávcső. A felfedezés a Naprendszer sorsára is fényt deríthet, megmutatja, mi történik, miután a Nap vörös óriássá, majd végül fehér törpévé válik.

Művészi illusztráció egy felhős exobolygóról, valamint egy fehér törpe körül keringő törmelékkorongról. (NASA / JPL-Caltech)

A látványos szupernóva-robbanások érthető módon magukra vonják a figyelmünket, a legtöbb csillag azonban csendesen fejezi be életét: külső rétegeiket az űrbe repítik, és puszta magjukat izzó planetáris köddel burkolják be. A fehér törpeként megmaradó mag nagyjából azonos tömegű a Nappal, de mérete csupán a Földéhez hasonló. Ez az égitest eleinte nagyon forró, de az évmilliárdok alatt lassan lehűl.

A Naphoz hasonló csillagok élete során rövid időre megjelenik egy planetáris köd. A planetáris ködök általában kereknek vagy elliptikusnak látszanak, de akár egészen más formát is ölthetnek, mint például az itt látható NGC 5189. (NASA / ESA / the Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

Ahogy a csillagok fősorozati csillagból vörös óriássá, majd fehér törpévé alakulnak át, a hozzájuk közel keringő bolygókra pokoli sors vár: vörös óriásként a Nap több mint 200-szor nagyobb lesz, mint most, elnyeli a Merkúrt, a Vénuszt, és valószínűleg a Földet is. Azt még nem tudjuk, hogy az átalakulás pontosan hogyan hat a távolabbi bolygókra. A folyamat jobb megismeréséhez olyan planétákat kell vizsgálnunk, amelyek túlélték a csillaguk átalakulását. Úgy tűnik, hogy a James Webb-űrtávcső most talált két bolygót, amelyek éppen ilyenek.

Eddig csupán néhány bolygótömegű égitestet találtak fehér törpék körül, de a kutatók szerint sokkal több létezik: a látszólag magányos fehér törpék 25–50 százalékának spektrumában fémekre utaló jeleket találtak, ami azt jelenti, hogy közvetlenül nem látható bolygókról vagy aszteroidákról származó anyagot gyűjtenek magukba. Ha ezek körül a „fémszennyezett” fehér törpék körül gyakoriak az óriásbolygók, akkor ez azt jelenti, hogy a planéták képesek túlélni a vörös óriás fázist, és szerepet játszanak abban, hogy az anyagot gravitációsan a fehér törpe felé taszítsák.

A két fehér törpe és a bolygójelöltek. A felső képsoron a bal felső sarkokban látszó égitest egy galaxis. (Mullally et al. 2024)

Susan Mullally (Space Telescope Science Institute) és munkatársai négy fehér törpét vizsgáltak meg a James Webb-űrtávcsővel, amelyeknek bolygóik lehetnek. Bebizonyosodott róluk, hogy a légkörük fémeket tartalmaz, és elég fiatalok, illetve elég közel vannak ahhoz, hogy a bolygóik viszonylag fényesnek látsszanak. Még mielőtt a fehér törpék fényét gondosan eltávolították volna a felvételekről, a kutatók ráleltek arra, amit kerestek – a négy fehér törpe közül kettő körül lehetséges óriásbolygókra.

A megfigyelések egy-egy vöröses égitestet fedtek fel a négy fehér törpe közül kettő közelében. Ha ezek az égitestek valóban bolygók, és egyidősek a két fehér törpével (amelyek 5,3 és 1,6 milliárd évesek), akkor valószínűleg a tömegük 1–7-szer, illetve 1–2-szer nagyobb a Jupiterénél. Jelenleg 11,47 és 34,62 csillagászati egységre keringenek a csillaguktól, ami 5,3 és 9,7 csillagászati egység lehetett, amikor a csillagok még fősorozatiak voltak – hasonlóan a Jupiter és a Szaturnusz jelenlegi keringési távolságához.

A két új bolygójelölt (piros háromszögek) kora és keringési távolsága összehasonlítva a Naprendszer négy óriásbolygójával (kék csillagok), valamint a 12 jupitertömegnél kisebb égitestekkel, amelyeket korábban közvetlenül megfigyeltek (fekete körök). (Mullally et al. 2024)

Bár úgy tűnik, hogy az égitestek kapcsolódnak a fehér törpékhez, elképzelhető, hogy a Naprendszer kisebb objektumai kontárkodtak bele a képbe, vagy esetleg távoli, vöröses galaxisok kóvályognak a háttérben. A kutatók szerint 3000-ből 1 a valószínűsége annak, hogy az észlelések hamis pozitívak.

Ha a James Webb-űrtávcső jövőbeni megfigyelései megerősítik a fehér törpék és a jelölt bolygók közös sajátmozgását, akkor ez lesz az első közvetlen felvétel olyan planétákról, amelyek korukban, tömegükben és keringési távolságukban is hasonlóak a Naprendszer óriásbolygóihoz.

A felfedezést ismertető szakcikk a The Astrophysical Journal Letters című lapban jelent meg, online pedig itt olvasható.

Forrás: Sky & Telescope