Kepler-56 pożarł własną planetę. Kanibal grasuje wśród gwiazd
Kepler-56 obraca się dziwnie szybko i krzywo. Astronomowie podejrzewają, że ta gwiazda po prostu zjadła własną planetę.
Czerwony olbrzym Kepler-56 zachowuje się tak, jakby bezsprzecznie miał coś na sumieniu. Jego zewnętrzne warstwy wirują o wiele razy szybciej, niż u typowych gwiazd tego typu, a oś obrotu jądra i otoczki jest wyraźnie rozjechana. Zespół Takato Tokuno z Uniwersytetu Tokijskiego doszedł do wniosku, że najprościej wytłumaczyć ten chaos jednym zdarzeniem: gwiazda mogła po prostu połknąć własną planetę.
Gwiazda, która kręci się jak oszalała
Kepler-56 to czerwony olbrzym, czyli gwiazda w późnym etapie życia, która jest znacznie większa i chłodniejsza niż Słońce. Już na pierwszy rzut oka wyróżnia ją tempo obrotu. Jej zewnętrzna otoczka gazowa obraca się około 10 razy szybciej niż u przeciętnego czerwonego olbrzyma. To tak, jakby ktoś nagle podkręcił gwiezdny bączek, który według podręczników powinien raczej wyraźnie zwalniać.
Na tym jednak dziwności się nie kończą. Obroty jądra i zewnętrznych warstw gwiazdy nie są ze sobą zgodne – ich osie skierowane są w różne strony. W ziemskiej analogii wyglądałoby to tak, jakby skorupa naszej planety obracała się szybciej i pod innym kątem, niż jej wnętrze. Dla astrofizyków to znak, że w przeszłości musiało wydarzyć się coś gwałtownego, co naruszyło pierwotną równowagę.
Planety, które potrafią zamieszać w gwieździe
Jak czytamy na łamach Space.com, najprostszy trop prowadzi tak naprawdę do planet. Wiemy, że masywne światy potrafią delikatnie kołysać swoją gwiazdę macierzystą i wywoływać na niej pływy, podobne w zasadzie do tych, które Księżyc wywołuje na oceanach Ziemi. Każde takie drobne szarpnięcie jest znikome, ale powtarzane przez miliony lat może stopniowo przyspieszać rotację gwiezdnej otoczki i zmieniać jej orientację.
Tokuno sprawdził jednak, jak wydajne musiałyby być takie pływy, aby same z siebie wyjaśnić nietypowy obrót Keplera-56. Okazało się, że potrzebna byłaby sprawność transferu energii i momentu pędu o rząd wielkości większa niż ta obserwowana w innych układach. Innymi słowy: scenariusz, w którym to tylko znane planety po cichu rozkręciły gwiazdę, po prostu się nie spina z fizyką.
Najprostsze wyjaśnienie to kosmiczny kanibalizm
Wtedy na stół trafiła hipoteza dużo bardziej dramatyczna, ale i dużo bardziej realistyczna. Kepler-56 mógł w pewnym momencie swojej historii po prostu wciągnąć jedną z planet do środka. Gdy masywne ciało wpada w gwiazdę po ciasnej, ukośnej orbicie, wnosi ze sobą ogromny zapas energii i momentu pędu. Zewnętrzne warstwy gwiazdy przyspieszają, a oś obrotu może się przekrzywić względem jądra.
Tokuno policzył, jak duża musiałaby być taka ofiara i jak wyglądała jej orbita tuż przed końcem. Z obliczeń wynika, że przegrana planeta powinna mieć masę między połową a dwiema masami Jowisza. Krążyłaby bardzo blisko gwiazdy, z okresem od 1 do 6 dni, czyli dokładnie w typowym zakresie dla tzw. gorących Jowiszów. To właśnie te planety są w dłuższej skali czasu najbardziej narażone na stopniowe spiralne opadanie i skończenie życia w płomieniach swojej gwiazdy.
W takim scenariuszu gwałtowne dokarmienie czerwonego olbrzyma tłumaczy zarówno podejrzanie szybki obrót jego otoczki, jak i jej dziwne ustawienie względem wnętrza gwiazdy. Zostaje po tym trwały, mierzalny ślad, który astronomowie mogą dziś odczytywać w widmach i precyzyjnych pomiarach rotacji.
A alternatywa?
Autor pracy rozważa także łagodniejszy wariant: być może Kepler-56 po prostu urodził się jako wyjątkowo szybko wirująca gwiazda, a obecny stan jest tylko naturalnym rozwinięciem takiego startu. Taki model ma jednak poważne braki. Nawet jeśli początkowy obrót był wysoki, trudno w nim wytłumaczyć wyraźne rozjechanie osi obrotu jądra i otoczki.
Co więcej, samo pytanie, dlaczego gwiazda miałaby mieć tak skrajne parametry już na etapie narodzin, prowadzi z powrotem do scenariusza gwałtownego zderzenia. Jednym z najbardziej naturalnych sposobów na nadanie gwieździe dodatkowego kopniaka jest właśnie przejęcie masywnego obiektu z sąsiedztwa, np. planety.
Relacje pełne przemocy
Historia Keplera-56 to kolejny element coraz bardziej skomplikowanego obrazu relacji między gwiazdami a planetami. Do niedawna układy planetarne kojarzyły się głównie z łagodną ewolucją: dysk gazowy, spokojne formowanie się planet, stopniowe dojrzewanie systemu. Coraz więcej obserwacji i modeli pokazuje jednak, że w kosmosie nie brakuje scenariuszy gwałtownych, pełnych migracji, zderzeń i pochłaniania całych światów.
Przeczytaj także:
Każdy taki przypadek jest dla astronomów cenną lekcją. Analizując gwiazdy, które zachowują w sobie ślady dawnych kosmicznych zbrodni, mogą lepiej zrozumieć pełen cykl życia planet – od ich narodzin, przez wędrówki po orbitach, aż po możliwy brutalny koniec w rozpalonych wnętrzach swoich własnych słońc.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
