Παλιό άστρο με σκόνη γύρω του δίνει πληροφορίες για το μέλλον μας

Πηγή: UCLA, 8 Σεπτεμβρίου 2005

Αστρονόμοι παρατήρησαν σκονισμένα συντρίμμια γύρω από ένα νεκρό ουσιαστικά άστρο όπου η βαρύτητα και η ακτινοβολία πρέπει να είχαν αφαιρέσει πολύ καιρό πριν οποιοδήποτε σημάδι σκόνης -- μια ανακάλυψη που μπορεί να δώσει ιδέες για το τι θα συμβεί στο ηλιακό σύστημα μας αρκετά δισεκατομμύρια έτη από τώρα.

Ο δίσκος της σκόνης γύρω από τον λευκό νάνο αστέρα GD 362 μπορεί να μοιάζει με την πιο πάνω εικόνα. Ένας μακρινός πλανήτης (πάνω αριστερά) μπορεί να είναι υπεύθυνος για τη "σφαιρικότητα" του δακτυλίου της σκόνης και την προώθηση των συνεχών συγκρούσεων

Τα αποτελέσματα είναι βασισμένα σε παρατηρήσεις στη μεσαία ζώνη των υπέρυθρων που έγιναν με το τηλεσκόπιο των 8 μέτρων Gemini στο Mauna Kea της Χαβάης. Οι παρατηρήσεις του Gemini αποκαλύπτουν μια εκπληκτικά υψηλή παρουσία σκόνης που είναι σε τροχιά γύρω από ένα αστρικό κατάλοιπο - λευκό νάνο - που ονομάζεται GD 362.

Η ερευνητική ομάδα περιλαμβάνει επιστήμονες από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Λος Άντζελες (UCLA), το Ίδρυμα Carnegie και το Παρατηρητήριο Gemini. Τα αποτελέσματα ετοιμάζονται να δημοσιευτούν στο περιοδικό Astrophysical Journal. 

Έτσι τώρα ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα ηλιακά συστήματα μπορεί να συνεχίσουν να υπάρχουν γύρω από τα αστέρια που έχουν φθάσει στο τέλος της διάρκειας ζωής τους, έχουν κάψει τα καύσιμα τους και έχουν καταρρεύσει.

Γιατί τα νέα στοιχεία δείχνουν ότι ακόμα και αστεροειδείς και ίσως ακόμη και πλανήτες, μπορούν να περιβάλουν τους λευκούς νάνους αστέρια. Τα τελευταία είναι ό,τι τελικά έχει απομείνει από άστρα που έχουν περάσει ήδη τη φάση του ερυθρού γίγαντα και κατανάλωσαν όλα τα καύσιμα τους.

Έτσι, υπάρχει ελπίδα και το ηλιακό σύστημά μας να ζήσει μετά από το θεωρούμενο θάνατο των εσωτερικών πλανητών - όταν διασταλεί ο ήλιος σε ένα τέτοιο μέγεθος που θα φτάσει μέχρι την τροχιά της γης και ακόμα πιο πέρα.

"Δεν είναι εύκολο να εξηγηθεί", λέει ο αστρονόμος Eric Becklin, του UCLA. "Η καλύτερη σκέψη που κάνουμε είναι ότι κάτι παρόμοιο με έναν αστεροειδή ή ενδεχομένως ακόμη και έναν πλανήτη γύρω από αυτό το νεκρό αστέρι 'αλέθεται' και κονιοποιείται με αποτέλεσμα να ταΐζει το αστέρι με σκόνη. Παράλληλα με τον θάνατο του ηλιακού συστήματός μας θα έρθει και η ψύξη."

"Έχουμε τώρα ένα παράθυρο για το μέλλον του πλανητικού συστήματός μας", τονίζει ο καθηγητής της φυσικής και της αστρονομίας του UCLA Benjamin Zuckerman,  "Για ίσως την πρώτη φορά, έχουμε ένα φως για το πώς τα πλανητικά συστήματα όπως το δικό μας μπορεί να συμπεριφερθούν δισεκατομμύρια έτη από τώρα."

"Ο λόγος για τον οποίο αυτό το σύστημα έχει τόσο ενδιαφέρον είναι ότι αυτός ο λευκός νάνος έχει κατά πολύ περισσότερα μέταλλα στην ατμόσφαιρα του από οποιονδήποτε γνωστό λευκό νάνο", προσθέτει ο Zuckerman. "Αυτός ο λευκός νάνος είναι τόσο πλούσιος σε ασβέστιο, μαγνήσιο και σίδηρο όσο κι ο ήλιός μας, ενώ δεν θα περιμέναμε κανένα από αυτά τα βαρύτερα στοιχεία. Είναι μεγάλη έκπληξη. Ενώ έχουμε κάνει ουσιαστική πρόοδο, παραμένουν σημαντικά μυστήρια."

"Έχουμε επιβεβαιώσει υπεράνω αμφιβολίας ότι η σκόνη δεν κοιμάται ποτέ!", αναφέρει πειρακτικά ο Inseok Song του παρατηρητήριου των Διδυμων, που συμμετέχει στην έρευνα. "Αυτή η σκόνη κανονικά πρέπει να υπάρχει εκατοντάδες χρόνια μόνο εκεί, προτού να απορροφηθεί από τη βαρύτητα του άστρου και να ατμοποιηθεί από τις υψηλές θερμοκρασίες στην ατμόσφαιρα του αστεριού. Κάτι λοιπόν διατηρεί αυτή τη σκόνη κοντά στο αστέρι για να το ανιχνεύσουμε τόσο πολύ μετά από το θάνατο του αστεριού."

"Υπάρχουν λίγα σενάρια που μπορούν να εξηγήσουν γιατί υπάρχει τόση πολλή σκόνη γύρω από ένα αρχαίο αστέρι όπως αυτό", λέει ο καθηγητής της φυσικής και της αστρονομίας του UCLA Michael Jura. "Υπολογίζουμε ότι το GD 362 είναι ψυχρό εδώ και πέντε δισεκατομμύρια έτη, δεδομένου ότι τότε άρχισαν οι θανατικοί σπασμοί του αστεριού και φυσικά θα πρέπει να έχει αποβληθεί οποιαδήποτε σκόνη τριγύρω του."

Ο Jura παρομοιάζει το δίσκο με τα γνωστά δαχτυλίδια του Κρόνου και σκέφτεται ότι η σκόνη γύρω από το GD 362 θα μπορούσε να οφείλεται σε μια σχετικά πρόσφατη καταστροφή λόγω βαρύτητας ενός μεγάλου "γονικού σώματος", που πήγε πάρα πολύ κοντά στο νεκρό αστέρι.

Το GD 362 είναι ένας λευκός νάνος αστέρας. Αντιπροσωπεύει την τελική κατάσταση της αστρικής εξέλιξης για αστέρια όπως ο ήλιο μας αλλά και πιο ογκώδη αστέρια όπως ο πρόγονος του, που είχε μια αρχική μάζα επτά φορές αυτή του ήλιου. Αφού για εκατομμύρια χρόνια έκαιγε τα πυρηνικά του καύσιμα όταν του τελείωσαν, ο πυρήνας του GD 362 δεν μπορούσε πλέον να δημιουργήσει αρκετή θερμότητα για να αντισταθμίσει την εσωτερική πίεση της βαρύτητας. Μετά από μια μικρή χρονική περίοδο αστάθειας και απώλειας  κάποιας μάζας, το αστέρι κατέρρευσε προς ένα εκτυφλωτικό αστρικό πτώμα. Από τότε τα υπολείμματα του ψύχονται αργά-αργά κατά τη διάρκεια πολλών δισεκατομμυρίων ετών.

Με βάση το ρυθμό της ψύξης του, οι αστρονόμοι υπολογίζουν ότι έχουν περάσει από το θάνατο του GD 362 από δύο έως πέντε δισεκατομμύρια έτη.

"Αυτό το μεγάλο διάστημα θα εξηγούσε γιατί δεν υπάρχει κανένα σημάδι ενός κελύφους γύρω από το άστρο με λαμπερό αέριο, γνωστό ως πλανητικό νεφέλωμα, που να προέρχεται από την αποβολή του υλικού από την επιφάνεια του όταν αυτό πέθανε", αναφέρει ο αστρονόμος Jay Farihi.

Κατά τη διάρκεια της θερμοπυρηνικής πτώσης του, το GD 362 πέρασε από μια μεγάλη περίοδο απώλειας της μάζας του, που το οδήγησε να έχει στο τέλος μάζα ίση με του ηλίου. Ενώ στην αρχή είχε μάζα περίπου επτά φορές αυτή του ήλιου.

Αν και μόνο το ένα τέταρτο όλων των λευκών νάνων περιέχει στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο στην ατμόσφαιρα τους, μόνο ένας άλλος λευκός νάνος είναι γνωστός ότι περιέχει σκόνη. Ο άλλος 'σκονισμένος' λευκός νάνος, λέγεται G29-38, κι έχει περίπου 100 φορές λιγότερη πυκνότητα σκόνης από το GD 362.

Ο ήλιος, όπως κι όλα τα αστέρια της κύριας ακολουθίας, θα γίνεται λαμπρότερος όσο περνάει ο χρόνος και τελικά οι θερμοκρασίες θα γίνουν αρκετά υψηλές έτσι ώστε οι ωκεανοί της Γης να εξατμιστούν.

Στους 60 βαθμούς Κελσίου, το νερό γίνεται ένα σημαντικό συστατικό της ατμόσφαιρας. Ένα μεγάλο μέρος αυτού του νερού θα παρασυρθεί μέχρι τη στρατόσφαιρα και θα χαθεί στο διάστημα. Τελικά, όλοι οι ωκεανοί θα ξεφύγουν από το γήινο έλεγχο.

Τα αστέρια αφήνουν την κύρια ακολουθία τους όταν σταματούν να καίνε το υδρογόνο. Ο ήλιος θα γίνει έπειτα ένας ερυθρός γίγαντας, που θα εξαφανίσει τον Ερμή ενώ  συγχρόνως η Αφροδίτη θα χάσει την ατμόσφαιρά της και θα γίνει ένας καυτός πλανήτης.

Είναι γνωστό ότι τα αστέρια μετατρέπουν το υδρογόνο σε ήλιο και καθώς ο χρόνος περνά, το υδρογόνο μειώνεται και τα αστέρια αρχίζουν να καταρρέουν. Η πίεση και η θερμοκρασία μέσα στο αστέρι αυξάνονται και αρχίζει να καίγεται το ήλιο. Το αστέρι, που σε λίγο θα νεκρωθεί, θα εμφανιστεί κόκκινο και μεγαλύτερο σε μέγεθος, να λοιπόν γιατί ονομάζεται ερυθρός γίγαντας.