Kai žvaigždės, tokios kaip mūsų Saulė, išeikvoja savo vandenilio kurą, jos pereina į vadinamąją raudonųjų milžiniškų šakų (RGB) fazę. Tai būdinga tai, kad žvaigždė kelis kartus išauga į pradinį dydį, o po to jos išsidėsto išorinius sluoksnius ir tampa kompaktiškomis baltosiomis nykštukėmis. Manoma, kad per ateinančius keletą milijardų metų šios žvaigždės lėtai sunaudos bet kokius daiktus ir dulkių žiedus, kurie vis dar yra pakankamai arti, kad juos paveiktų jų sunkis.
Tačiau neseniai pilietė mokslininkė, vardu Melina Thévenot, stebėdama baltųjų nykštukių sistemą padarė netikėtą atradimą. Remiantis plačiajuosčio infraraudonųjų spindulių tyrimo tyrėjo (WISE) misijos duomenimis, ši žvaigždė jau milijardus metų yra baltoji nykštukė, tačiau aplink ją vis dar yra daugybė žiedų dulkių. Šis atradimas, žinomas kaip LSPM J0207 + 3331 (arba J0207), gali priversti tyrėjus persvarstyti planetų sistemų modelius.
Šis atradimas buvo atliktas per „Backyard Worlds: Planet 9“, Marc Kuchnerio (NASA Goddardo kosminių skrydžių centro astrofiziko) vadovaujamą projektą, kuris remiasi savanoriais, kad surinktų WISE duomenis naujiems atradimams. Ožiaragio žvaigždyne, esančiame maždaug už 145 šviesmečių, astronomai įtaria, kad J0207 gali būti pirmasis žinomas ir seniausias baltojo nykštuko su keliais dulkių žiedais pavyzdys.
Šis atradimas taip pat buvo neseniai paskelbto tyrimo objektas Astrofizinis žurnalas („3 Gyrų baltoji nykštukė su šiltu dulkiu, aptinkama per„ Backyard Worlds “: 9 planetos piliečių mokslo projektas“). Kaip neseniai paskelbtame NASA pranešime spaudai atskleidė Johnas Debesas, Baltimorės Kosminio teleskopo mokslo instituto astronomas ir pagrindinis autorius, rašytas popieriuje:
„Ši baltoji nykštukė yra tokia sena, kad bet koks procesas, kuriuo medžiaga tiekiama į žiedus, turi veikti milijardo metų laikotarpiais. Daugelis modelių, kuriuos mokslininkai sukūrė, kad paaiškintų žiedus aplink baltuosius nykštukus, veikia tik gerai iki maždaug 100 milijonų metų, todėl ši žvaigždė iš tiesų meta iššūkį mūsų spėjimams, kaip vystosi planetų sistemos. “
Žvaigždė buvo aptikta NASA plačiajuosčio infraraudonųjų spinduliuotės tyrinėtojų (WISE) misijos, kuri skleidė stiprų infraraudonųjų spindulių signalą, rodantį, kad yra dulkių. Remiantis baltųjų nykštukinių žvaigždžių vėsinimo greičiu, Debeso komanda apskaičiavo pagal savo paviršiaus temperatūrą - šiek tiek daugiau nei 5800° C (10 500° F) - kad J0207 yra savo baltosios nykštukės fazėje maždaug 3 milijardus metų.
Šios naujos išvados prieštarauja tam, ką astronomai kurį laiką įtarė apie žvaigždžių sistemų evoliuciją. Anksčiau astronomai stebėjo, kaip planetos ir asteroidai, išgyvenantys žvaigždės RGB fazę, judės toliau, jai patekus į baltosios nykštukės fazę. Taip yra dėl to, kad žvaigždė prarado didelę savo masės dalį, taigi ir dėl savo gravitacinio poveikio aplinkiniams objektams.
Astronomai tikisi, kad tai nutiks mūsų Saulės sistemai maždaug per 5 milijardus metų. Išsiplėtę į Venerą, Merkurijų ir Žemę, mūsų Saulė praras išorinius sluoksnius ir taps balta nykštukė. Šiuo metu likusios planetos ir objektai (kurie greičiausiai apims pagrindinę asteroido juostą, dujų milžinus ir Kuiperio juostą) pasislinks į išorę.
Tačiau 1–4% atvejų baltosios nykštukės parodė infraraudonųjų spindulių išmetimą, kuris rodo, kad juos supa dulkių diskai ar žiedai. Mokslininkai teoretuoja, kad tai gali būti asteroidų ir kometų išmušimas iš diržų per gravitacinę sąveiką su perkeltomis planetomis ir nukreiptas žvaigždės link. Šiems kūnams artėjant prie baltosios nykštukės, jie yra atitrūkę dėl potvynio sutrikimų, kuriuos sukelia stiprus žvaigždės sunkis.
Susidariusios šiukšlės suformuos dulkėtą žiedą, kuris lėtai patenka į vidų ir yra susikaupęs ant žvaigždės paviršiaus. Tačiau visais ankstesniais atvejais dulkių diskai ir žiedai buvo pastebėti tik aplink baltas nykštukas, kurios buvo maždaug vieno milijardo metų senumo. Tai atrodė suderinta su mintimi, kad senesni balti nykštukai efektyviai išeikvojo savo asteroidų pasiūlą ir susidarančius dulkių žiedus.
Šis paskutinis atradimas daro J0207 seniausiu ir šalčiausiu baltuoju nykštuku, kurio dulkės kada nors buvo pastebėtos. Pirmą kartą pastebėjusi J0207 infraraudonųjų spindulių signalus, Melina Thévenot manė, kad tai blogi duomenys. Tuo metu ji ieškojo Europos kosmoso agentūros Gaia misijų archyvai, skirti rudosioms nykštukėms, kurių vos neįmanoma aptikti virš infraraudonųjų spindulių.
Pasikonsultavusi su WISE infraraudonųjų spindulių duomenimis, ji suprato, kad būti rudajam nykštukui yra per šviesu ir tolima. Thévenot perdavė šias išvadas „Backyard Worlds: Planet 9“ komandai, kuri vėliau stebėjimo duomenis gavo iš W. M. Kecko observatorijos Havajuose. Kaip paaiškino Thévenot:
„Tai tikrai motyvuojantis paieškos aspektas. Tyrėjai perkels savo teleskopus, kad pažvelgtų į jūsų aptiktus pasaulius. Vis dėlto, kas man ypač patinka, yra bendravimas su nuostabia tyrimų komanda. Visi yra labai malonūs ir visada stengiasi kuo geriau išnaudoti mūsų atradimus. “
Be to, Debesas ir jo kolegos įtaria, kad J0207 gali turėti net žiedų sistemą. Savo tyrime jie siūlo, kad tai sudarytų iš dviejų skirtingų komponentų: plono išorinio žiedo, kuriame baltojo nykštuko sunkio jėga suskaidytų asteroidus, ir platesnio žiedo, esančio arčiau žvaigždės. Šie nauji pastebėjimai greičiausiai privers astronomus persvarstyti savo modelius, kaip vystosi planetų sistemos.
„Mes sukūrėme„ Backyard Worlds: Planet 9 “, daugiausia siekdami ieškoti rudųjų nykštukų ir naujų planetų Saulės sistemoje“, - teigė Kuchneris. „Bet darbas su piliečių mokslininkais visada sukelia netikėtumų. Jie stebisi - projektas ką tik atšventė antrąjį gimtadienį ir jau atrado daugiau nei 1000 rudųjų nykštukių. Dabar, kai atnaujinome svetainę su dvigubu WISE duomenų kiekiu, tikimės dar įdomesnių atradimų “.
Be to, kad priversti pergalvoti, kaip laikui bėgant vystėsi planetų sistema, šie tyrimai galėtų pateikti įkalčių apie mūsų pačių Saulės sistemos ateitį. Kai mūsų Saulė taps baltuoju nykštuku, greičiausiai ateinančius keletą milijardų metų ji praleis vartodama asteroidus ir KBO, kuriuos iš diržo išstumia išlikę dujų milžinai. Remiantis šiuo naujausiu tyrimu, maždaug po kelių milijardų metų jame gali būti dulkių žiedas.
Ir nors šis atradimas buvo pagyrimas astronomų, jis taip pat parodo, kas įmanoma mokslo organizacijų ir piliečių mokslininkų bendradarbiavimo dėka. Dėl egzoplanetos tyrimų ir pažangios astronomijos amžiaus, dėl gausios duomenų apimties toks bendradarbiavimas yra ne tik būtinas, bet ir labai pelningas.
