Dane z Hubble’a z 1999 roku wskazują na planetę narodzoną po śmierci swojej gwiazdy

Planeta mogła powstać z pozostałości umierającej gwiazdy, na długo po tym, jak narodziły się pierwotne planety tej gwiazdy. Dowody leżały nieodczytane przez ponad ćwierć wieku w archiwum Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, jako zestaw linii widmowych, których nikt nie potrafił zidentyfikować, dopóki doktorant nie dopasował ich do niobu.

Tego metalu nie powinno tam być w takich ilościach. Jego obecność wskazuje na gazowego olbrzyma wielkości Jowisza, który zbudował się z gazu, jaki gwiazda wyrzuciła w końcowej fazie olbrzyma. Każda znana nam planeta, w tym Ziemia, powstała z pozostałości po narodzinach gwiazdy. Ta miałaby powstać z pozostałości po jej śmierci, co oznaczałoby, że planetarna historia gwiazdy nie musi się kończyć wraz z nią samą.

Gwiazda to HS 0209+0832, biały karzeł oddalony o około 270 lat świetlnych od Ziemi. Biały karzeł to odsłonięte jądro gwiazdy podobnej do Słońca, która spaliła swoje paliwo i wyrzuciła swoje zewnętrzne warstwy w przestrzeń kosmiczną. Zespół kierowany przez Jamiego Williamsa, doktoranta na Uniwersytecie w Warwick w Wielkiej Brytanii, informuje w „Nature Astronomy”, że biały karzeł pochłania materiał niepodobny do niczego w Układzie Słonecznym.

Polecana lekturaJWST odkrył brązowe karły o masie 2 Jowiszów i cząsteczkę, której nie przewidział żaden model

„Raczej niż stadium białego karła będące rodzajem epilogu historii gwiazdy i jej planet, te badania wskazują, że systemy, które znamy, są tylko pierwszym rozdziałem potencjalnie znacznie dłuższej opowieści, w której pojawiają się nowe postacie” – powiedział Williams w komunikacie ESA/Hubble.

Jak 27-letnie widmo rozwiązało swoją własną zimną sprawę

Gdy Hubble po raz pierwszy skierował się na HS 0209+0832, jego spektrograf rozszczepił ultrafioletowe światło gwiazdy na tęczę długości fal. Atomy w atmosferze gwiazdy pochłaniają światło o określonych długościach fal, więc każdy pierwiastek pozostawia własny wzór ciemnych linii. Około 100 z tych linii nie pasowało do niczego w katalogach atomowych, z których korzystali wówczas astronomowie.

Williams wrócił do zarchiwizowanych danych z zaktualizowaną bazą przejść atomowych i odkrył, że niob wyjaśnia wiele z tajemniczych linii. „To, co pokazuje nam Hubble w tym układzie białego karła, to coś, czego wcześniej nie widzieliśmy: wysoką obfitość pierwiastka niobu, którego sygnatury nie znałem, gdy po raz pierwszy znalazłem ją w danych archiwalnych” – powiedział.

Zespół sprawdził następnie drugi, niezależny zapis. Wycofany z użytku satelita NASA FUSE do obserwacji ultrafioletowych również obserwował tę gwiazdę, a jego widma wykazały tę samą silną sygnaturę niobu. Nowsze widma Hubble’a uzupełniły resztę chemii: atmosfera białego karła jest bogata w cynk, miedź i niob, wszystkie pierwiastki cięższe od żelaza, podczas gdy krzem i żelazo, będące szkieletem planet skalistych, są zubożone.

Ostatni element pochodzi z TESS NASA, satelity zbudowanego do znajdowania planet poprzez obserwację gwiazd pod kątem niewielkich spadków jasności. W ciągu czterech miesięcy odkrył, że biały karzeł rozjaśnia się i przygasa o około 0,12 procenta w cyklu 4,399 dnia. Zespół odczytuje ten rytm jako planetę na ciasnej orbicie oddalonej o około 6 milionów kilometrów od gwiazdy, czyli mniej więcej o jedną dziesiątą odległości Merkurego od Słońca.

Dlaczego niob oznacza śmierć gwiazdy, a nie jej narodziny

Zwykłe białe karły z „zanieczyszczonymi” atmosferami są powszechne. Około jedna czwarta do połowy z nich wykazuje metale, które powinny były zapaść się poza zasięg wzroku w ciągu dni do milionów lat, w zależności od gwiazdy, a zwykłym wyjaśnieniem jest to, że pożerają one roztrzaskane asteroidy lub planety. Chemia tych gruzów jak dotąd w dużym stopniu przypominała ciała w naszym Układzie Słonecznym: dużo żelaza, krzemu, magnezu i tlenu.

HS 0209+0832 łamie ten wzorzec. Pierwiastki cięższe od żelaza nie powstają w wyniku fuzji, która zasila gwiazdę przez większość jej życia. Wiele z nich, w tym niob, powstaje w procesie powolnego wychwytu neutronów, który zachodzi głęboko wewnątrz gwiazd podobnych do Słońca podczas ich ostatniej fazy olbrzyma, a następnie jest wynoszony na powierzchnię i wydmuchiwany. „Niob i inne pierwiastki cięższe od żelaza są astronomicznie wyjątkowe, ponieważ w przeciwieństwie do wielu powszechnych pierwiastków nie powstają w jądrach gwiazd w wyniku fuzji termojądrowej” – powiedział Nicholas Stone, astrofizyk teoretyczny z University of Wisconsin–Madison i członek zespołu.

Tak więc materiał spadający na gwiazdę nosi odcisk palca umierającego gazu samej gwiazdy. Scenariusz zespołu zakłada, że część tego wyrzuconego gazu zebrała się w nowego gazowego olbrzyma, podczas gdy reszta się rozproszyła. Biały karzeł jest wciąż młody i bardzo gorący, o temperaturze około 35 000 stopni Celsjusza, a jego promieniowanie zagotowuje atmosferę planety. Ten uciekający gaz ciągnąłby się za planetą jak warkocz komety, osadzałby się w dysku i spadał na gwiazdę, co jest dokładnie tym, co widzi Hubble.

„Kiedy Jamie zapytał mnie o niob w kontekście tego badania, byłem naprawdę oszołomiony, ponieważ ten pierwiastek nie został dotychczas zgłoszony w żadnym innym analizowanym białym karle. Gdy zdaliśmy sobie sprawę, że tam jest, wszystko wskoczyło na swoje miejsce” – powiedział Boris Gaensicke, astronom z Warwick i współautor.

Jak to się ma do innych planet wokół martwych gwiazd

Wokół białych karłów znanych jest zaledwie kilka planet. Najbardziej znana, WD 1856+534 b, to świat wielkości Jowisza, który TESS przyłapał na przechodzeniu przed swoim białym karłem co 1,4 dnia. Podobnie jak Ziemia, uważa się, że jest ocalałą: planetą pierwszej generacji, która powstała wraz ze swoją gwiazdą i jakoś znalazła się blisko pozostałości.

Pierwsze potwierdzone egzoplanety w historii krążą wokół pulsara, zapadniętego jądra pozostałego po supernowej, a jedno z wiodących wyjaśnień głosi, że one również powstały z gruzów po eksplozji. Ale nic w sygnale pulsara nie ujawnia, z czego zbudowane są te planety. W przypadku HS 0209+0832 argument opiera się na chemii, dlatego zespół opisuje to jako pierwszego kandydata o składzie oczekiwanym dla planety zbudowanej z wyrzutów umierającej gwiazdy.

Porównanie patrzy również w przyszłość. Za kilka miliardów lat Słońce rozrośnie się w czerwonego olbrzyma, straci dużą część swojej masy i osiądzie jako biały karzeł. Jeśli planety drugiej generacji mogą powstać w tym wyrzuconym gazie, przyszłość Układu Słonecznego jako białego karła może obejmować światy, które jeszcze nie istnieją.

Czego badanie nie rozstrzyga

Planeta nie została zaobserwowana bezpośrednio. Jest wywnioskowana z dwóch linii dowodów: dziwnej chemii gazu spadającego na gwiazdę i 4,4-dniowego cyklu jasności. Artykuł nazywa ją kandydatem przez cały czas, a sygnał TESS ma więcej niż jedno odczytanie. Może to być poświata gorącej dziennej strony planety obracającej się w polu widzenia i poza nim, lub kometarny warkocz uciekającego gazu przechodzący przed gwiazdą, jak zauważają sami autorzy.

Argument o składzie jest mocny, ale opiera się na pojedynczym układzie. Żaden model nie wyjaśnia jeszcze szczegółowo, jak gazowy olbrzym zbiera się z wypływu umierającej gwiazdy, jak często to się dzieje ani jak długo taka planeta przetrwa promieniowanie białego karła. Williams uważa, że ta prawdopodobnie przetrwa, ponieważ gwiazda ostygnie i przestanie ją pozbawiać atmosfery. To projekcja, a nie obserwacja.

Inne wyjaśnienia obecności metali muszą zostać wykluczone za pomocą większej ilości danych. Autorzy argumentują, że hel w atmosferze i prawie całkowity brak pierwiastków skałotwórczych wskazują na uciekającą atmosferę planety, a nie na rozdrobnioną asteroidę, ale drugi układ z tą samą sygnaturą miałby znacznie większą wagę niż jakikolwiek pojedynczy pomiar.

Najczęstsze pytania o planety drugiej generacji

Czym jest planeta drugiej generacji?

To planeta, która powstaje wokół pozostałości gwiazdowej, takiej jak biały karzeł, z materiału wyrzuconego przez gwiazdę w późnej fazie jej życia. Ziemia i inne planety Układu Słonecznego to planety pierwszej generacji, zbudowane z gazu i pyłu pozostałego po powstaniu Słońca.

Czym jest biały karzeł?

Biały karzeł to gorące, gęste jądro pozostawione po tym, jak gwiazda taka jak Słońce wyczerpie paliwo i zrzuci swoje zewnętrzne warstwy. Zawiera mniej więcej masę gwiazdy w kuli wielkości Ziemi i powoli stygnie przez miliardy lat.

Jak Hubble może znaleźć planetę, której nie widzi?

Hubble zmierzył pierwiastki chemiczne spadające na białego karła, a pierwiastki te odpowiadały gazowi uwalnianemu przez umierającą gwiazdę, a nie zwykłej skale. Osobny satelita, TESS, wykrył regularny cykl jasności wynoszący 4,4 dnia, który zespół przypisuje planecie na ciasnej orbicie.

Czy Słońce utworzy nowe planety po swojej śmierci?

Nikt jeszcze nie wie. Słońce stanie się białym karłem za kilka miliardów lat i po drodze straci dużą część swojej masy, więc surowiec będzie istniał. To odkrycie sugeruje, że planety mogą powstawać z takiego materiału, ale jeden kandydat nie może powiedzieć, jak często to się dzieje.

Dlaczego niob jest ważny?

Niob jest cięższy od żelaza, a gwiazdy nie mogą go wytworzyć w wyniku fuzji, która zasila większość ich życia. Duża jego część powstaje podczas końcowej fazy olbrzyma, więc znalezienie go w dużych ilościach w gazie spadającym na białego karła wskazuje na materiał pochodzący z umierającej gwiazdy, a nie ze zwykłych planet.

Co dalej

Hubble po raz pierwszy zaobserwował tę gwiazdę w 1999 roku, a nowa analiza została opublikowana w „Nature Astronomy” 5 października 2026 roku, wraz z komunikatem ESA/Hubble. Williams planuje wykorzystać Hubble’a w ciągu najbliższych kilku lat do poszukiwania kolejnych białych karłów o tej samej chemii, co pokazałoby, czy HS 0209+0832 jest przypadkiem jednorazowym, czy pierwszym z populacji. Dalsze obserwacje jego 4,4-dniowego cyklu na innych długościach fal mogłyby również odróżnić świecącą planetę od przechodzącego warkocza gazu.

Źródło: Williams i in., „Discovery of a second-generation planet candidate accreting onto a white dwarf”, Nature Astronomy, 2026. DOI: 10.1038/s41550-026-02983-7

Tagi: astronomia, biały karzeł, egzoplanety, Hubble, HS 0209+0832, TESS

Więcej podobnych

Powstawanie planet zapowiadało mnóstwo małych obiektów w Pasie Kuipera — Webb znalazł ich mniej

James Webb znalazł planetę, na której skalne chmury powstają rano i znikają nocą

Odkryto pierwszą potwierdzoną atmosferę na skalistej planecie w strefie mieszkalnej

Hubble uchwycił największą planetarną kołyskę — 40 razy szerszą niż Układ Słoneczny

Po raz pierwszy zobaczono, jak obraca się dysk, w którym rodzą się planety, i coś się nie zgadza

Planeta krąży wstecz wokół czerwonego karła i nie ma olbrzyma, który by to wyjaśnił