Intrygujący układ planetarny NN Serpentis

0

Układ NN Serpentis (NN Ser) znajduje się w odległości 1670 lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Węża. Składa się z dwóch składników – białego karła o masie 0.535 Słońca oraz chłodnej gwiazdy typu M4 o masie 0.111 Słońca, które obiegają się wzajemnie co 187 minut. Obserwacje przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z użyciem kamery ULTRACAM pozwoliły na wykrycie potencjalnie dwóch kolejnych obiektów układu – planet gazowych.

Układ ten podejrzewano już wcześniej o obecność w nim planet, jednak dopiero teraz udało się uzyskać dane mogące świadczyć o ich istnieniu. Było to możliwe, ponieważ składniki układu podwójnego NN Serpentis obiegają się leżąc w tej samej płaszczyźnie co Ziemia – to przypadkowe ustawienie pozwoliło na obserwowanie zaćmień mniejszego, białego karła przez jego większego, czerwonego towarzysza.

Odkrycia dokonano na podstawie analizy drobnych zaburzeń orbit tych składników, które następnie zidentyfikowano jako efekt spowodowany obecnością dwóch dużych planet gazowych. Pierwsza z nich posiada masę prawdopodobnie około siedmiokrotnie większą od Jowisza, a na pokonanie jednej orbity potrzebuje 15.5 roku. Druga planeta znajduje się bliżej centrum oraz jest nieco cięższa od Jowisza z masą 2.2 raza od niego większą i obiega gwiazdy układu w czasie 7.7 roku po wydłużonej orbicie o mimośrodzie równym 0.2. Obie planety najprawdopodobniej znajdują się zatem w rezonansie 2:1, choć alternatywny model przewiduje również możliwy rezonans 5:2.

Oznacza to, że w przeszłości układ NN Serpentis wyglądał zgoła inaczej – w jego centrum zamiast widocznego obecnie białego karła występowała gwiazda typu A, o masie około dwukrotnie większej od Słońca. Co więcej, orbitowała ona w odległości 1.5 jednostki astronomicznej od swojego towarzysza – znacznie dalej niż punkt, w którym obecnie znajduje się biały karzeł.

Według naukowców, powodem dramatycznej zmiany mogły być procesy ewolucyjne zachodzące w gwieździe typu A, która z czasem rozszerzyła się, a jej materia zaczęła wpływać na ruch chłodniejszej gwiazdy typu M. W konsekwencji, mniejsza gwiazda zaczęła zataczać spiralne kręgi coraz bliżej swojego towarzysza, jednocześnie wyrzucając większość jego materiału.

Niewykluczone, że zarejestrowane planety były świadkami tego zdarzenia, choć ich orbity musiały być w tym czasie poddane ogromnym zaburzeniom. Duże znaczenie ma tutaj wpływ wyrzuconego materiału gwiazdy – ubytek masy w centrum układu spowodowałby przesunięcie planet na większą odległość lub nawet ich wyrzucenie z układu słonecznego. Z drugiej jednak strony, interakcja pomiędzy wyrzuconą materią a planetami mogłaby spowodować ich spowolnienie – efektem tego zjawiska byłoby więc przemieszczanie się planet w pobliże środka układu.

Co więcej, mechanizm, który kieruje planety do wewnątrz układu ma znacznie większy wpływ na duże obiekty, znajdujące się w relatywnie większej odległości od jego środka i może prowadzić do zajęcia przez planety orbit będących w rezonansie. W innym możliwym scenariuszu, zarejestrowane planety mogą być w istocie obiektami drugiej generacji, powstałymi z dysku materii wyrzuconej z układu podwójnego NN Serpentis.

Należałyby zatem do nieco podobnej rodziny planet, które zostały odkryte przez polskiego astronoma – Aleksandra Wolszczana. Orbitują one bowiem wokół pulsara PSR 1257+12 i prawdopodobnie uformowały się z pozostałości po supernowej. Jeśli istotnie w przypadku NN Ser planety należą do drugiej generacji, oznaczałoby to, że są bardzo młode – do narodzin białego karła doszło najprawdopodobniej tylko około miliona lat temu.

Badania przeprowadził zespół naukowców z Wielkiej Brytanii (Uniwersytetów Warwick i Sheffield), Niemiec (Uniwersytet Georga Augusta w Getyndze), Chile (Uniwersytet Valparaiso) oraz Stanów Zjednoczonych (Uniwersytet Teksas w Austin).

Pracę naukową na temat odkrycia można przeczytać w bazie arXiv.

(University of Warwick)

Share.

Comments are closed.