Când stelele ca Soarele nostru își epuizează combustibilul cu hidrogen, intră în ceea ce este cunoscut sub denumirea de faza lor-Gigant-Roșu (RGB). Aceasta se caracterizează prin stea care se extinde până la mai multe ori dimensiunea inițială, după care își văd straturile exterioare și devin pitici albi compacti. În următorii câteva miliarde de ani, se crede că aceste stele vor consuma încet orice obiecte și inele de praf încă destul de aproape pentru a fi influențate de gravitatea lor.
Cu toate acestea, un om de știință cetățean pe nume Melina Thévenot a făcut recent o descoperire surprinzătoare când a observat un sistem de pitici albi. Pe baza datelor din misiunea WISE (WIDE) Infrared Survey Explorer, această stea a fost o pitică albă de miliarde de ani, dar încă are mai multe inele de praf în jurul său. Cunoscută ca LSPM J0207 + 3331 (sau J0207), această descoperire ar putea obliga cercetătorii să reconsidere modelele sistemelor planetare.
Descoperirea a fost făcută prin Backyard Worlds: Planet 9, un proiect condus de Marc Kuchner (astrofizician la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA), care se bazează pe voluntari pentru a sorta datele WISE pentru noi descoperiri. Situat în jurul a 145 de ani lumină în constelația Capricornus, astronomii suspectează că J0207 ar putea fi primul exemplu cunoscut de pitică albă cu mai multe inele de praf și cel mai vechi.
Descoperirea a fost, de asemenea, subiectul unui studiu recent publicat în Jurnalul Astrofizic („Un pitic alb de 3 Gyr cu praf cald descoperit prin lumile din curte: Proiectul științei cetățenești Planeta 9”). După cum a dezvăluit John Debes, un astronom la Space Telescope Science Institute din Baltimore și autorul principal pe hârtie, într-un comunicat recent al NASA:
„Această pitică albă este atât de veche, încât orice proces de alimentare a materialului în inelele sale trebuie să funcționeze pe perioade de timp de un miliard de ani. Majoritatea modelelor de oameni de știință au creat pentru a explica inelele din jurul piticilor albi funcționează numai până la aproximativ 100 de milioane de ani, astfel încât această stea este cu adevărat provocatoare presupunerile noastre despre cum evoluează sistemele planetare. "
Steaua a fost detectată de misiunea Explorer WISE (WISE) de la NASA, care a preluat un semnal puternic în infraroșu, sugerând prezența prafului. Pe baza ritmului cu care stelele pitice albe se răcesc în timp, echipa lui Debes a calculat de la temperaturile sale de suprafață - puțin peste 5.800° C (10.500° F) - că J0207 a fost în faza sa pitică albă de aproximativ 3 miliarde de ani.
Aceste noi descoperiri contrazic ceea ce bănuiesc astăzi astronomii cu privire la evoluția sistemelor stelare. În trecut, astronomii au observat cum planetele și asteroizii care supraviețuiesc fazei RGB a unei stele se vor îndepărta mai departe după ce va intra în faza sa pitică albă. Aceasta se datorează faptului că steaua și-a pierdut o mare parte din masă și, prin urmare, influența sa gravitațională asupra obiectelor din jur.
Astronomii anticipează că acest lucru se va întâmpla cu Sistemul nostru Solar în aproximativ 5 miliarde de ani. După extinderea pentru a cuprinde Venus, Mercur și Pământ, Soarele nostru își va pierde straturile exterioare și va deveni un pitic alb. În acest moment, planetele și obiectele rămase (care vor include, probabil, Centura Asteroidului Principal, gigantii de gaze și Centura Kuiper) vor pleca spre exterior.
Cu toate acestea, în 1 până la 4% din cazuri, piticele albe au prezentat emisii infraroșii care indică faptul că sunt înconjurate de discuri sau inele de praf. Oamenii de știință spun că acest lucru poate fi rezultatul faptului că asteroizii și cometele sunt scoase din centurile lor prin interacțiuni gravitaționale cu planetele deplasate și trimise spre stea. Pe măsură ce aceste corpuri se apropie de pitica albă, ele sunt sfărâmate de întreruperile de maree cauzate de gravitatea gravă a stelei.
Resturile rezultate ar forma apoi un inel prăfuit care cade încet spre interior și este acumulat pe suprafața stelei. Cu toate acestea, în toate cazurile anterioare, discurile de praf și inelele au fost observate doar în jurul piticilor albi care aveau aproximativ un miliard de ani. Acest lucru părea în concordanță cu ideea că piticii albi mai vechi și-au epuizat eficient furnizarea de asteroizi și inelele de praf rezultate.
Această ultimă descoperire face ca J0207 să fie cel mai vechi și mai rece pitic alb cu praf care a fost observat vreodată. Când a observat pentru prima dată semnalele infraroșii ale J0207, Melina Thévenot a crezut că este vorba de date proaste. La acea vreme, ea a căutat prin intermediul Agenției Spațiale Europene Gaia arhive de misiune pentru pitici maronii, care abia sunt detectabile dincolo de emisiile lor cu infraroșu.
După ce a consultat datele cu infraroșu WISE, și-a dat seama că este prea luminos și îndepărtat pentru a fi un pitic maro. Thévenot a transmis aceste descoperiri echipei Backyard Worlds: Planet 9, care a obținut apoi observații de la Observatorul W. M. Keck din Hawaii. După cum a explicat Thévenot:
„Acesta este un aspect cu adevărat motivant al căutării. Cercetătorii își vor muta telescoapele pentru a privi lumile pe care le-ai descoperit. Ceea ce mă bucură mai ales este interacțiunea cu echipa minunată de cercetare. Toată lumea este foarte amabilă și încearcă mereu să scoată tot ce este mai bun din descoperirile noastre. ”
Ba mai mult, Debes și colegii săi bănuiesc că J0207 ar putea avea chiar și un sistem de inele. Ei sugerează în studiul lor că aceasta ar consta din două componente distincte: un inel subțire exterior în care gravitația piticului alb sparge asteroizii și un inel mai larg mai aproape de stea. Aceste noi observații sunt susceptibile să oblige astronomii să își reconsidere modelele pentru evoluția sistemelor planetare.
"Am construit Backyard Worlds: Planet 9 în principal pentru a căuta pitici maronii și noi planete în Sistemul Solar", a spus Kuchner. „Dar lucrul cu oamenii de știință cetățeni duce întotdeauna la surprize. Sunt voraciți - proiectul și-a sărbătorit a doua zi de naștere și au descoperit deja peste 1.000 de pitici maronii probabili. Acum, după ce am reînființat site-ul web cu o dublă a numărului de date WISE, așteptăm cu nerăbdare să avem și mai multe descoperiri interesante. "
Pe lângă faptul că forțează o regândire a modului în care evoluează sistemul planetar în timp, această cercetare ar putea oferi indicii despre viitorul propriului nostru sistem solar. Odată ce Soarele nostru va deveni un pitic alb, este probabil să petreacă următorii câteva miliarde de ani consumând asteroizi și KBO care sunt scoși din centurile lor de către giganții supraviețuitori. Conform acestui ultim studiu, acesta ar putea avea și un inel de praf în jur de câteva miliarde de ani mai târziu.
Și, în timp ce această descoperire a fost un element favorabil pentru astronomi, demonstrează și ce este posibil datorită colaborărilor dintre organizațiile științifice și oamenii de știință cetățeni. În epoca cercetării exoplanetelor și a astronomiei avansate, volumul mare de date face ca aceste colaborări să fie nu numai necesare, ci și foarte profitabile.
