Planety utrudniają ustalenie wieku gwiazdy

Oszacowanie wieku gwiazd zawsze było wyzwaniem dla astronomów. Teraz pewna klasa egzoplanet jeszcze bardziej komplikuje ten proces. Według nowego badania, gorące Jowisze – gazowe olbrzymy z okresami orbitalnymi mniejszymi niż Merkury – wydają się mieć działanie przeciwstarzeniowe na swoich gwiazdach. Te ogromne planety powodują interferencję zarówno magnetyczną, jak i pływową na swojej gwieździe macierzystej, przyspieszając rotację gwiazdy i powodując, że emitują one promieniowanie rentgenowskie z większą energią, co jest cechą charakterystyczną młodości gwiazd. Wynik poddaje w wątpliwość część tego, w co wcześniej wierzyliśmy na temat wieku gwiazd, i daje wgląd w trwającą wzajemną łączność między gwiazdą a jej planetami długo po ich utworzeniu.

Samo określenie wieku gwiazdy jest wystarczająco trudne bez uwzględnienia interferencji planetarnej. Jesteśmy całkiem pewni wieku naszego Słońca, ponieważ jesteśmy wystarczająco blisko, aby pobrać próbki geologicznych pozostałości po formacji Układu Słonecznego, ale w przypadku innych gwiazd nasze najlepsze przypuszczenia to szacunki, a nie dokładne daty. Wiemy, że pewne typy gwiazd przechodzą przez fazy na różnych etapach życia w zależności od ich masy (w ten sposób wiemy, że Betelgeuse przejdzie w stan supernowej w ciągu najbliższych 100 000 lat). Jeśli masz całą gromadę gwiazd różnych typów, możesz wykreślić ich poszczególne etapy życia na diagramie Hertzspringa-Russella, używając ich koloru i jasności, i wspólnie oszacować wiek wszystkich gwiazd w gromadzie. Metoda nie jest do końca dokładna, ale jest lepsza niż nic.

Sprawy się komplikują, jeśli chcesz poznać wiek pojedynczej gwiazdy. Wiemy, że młode gwiazdy rotują szybko i zwalniają wraz z wiekiem. Jest to przydatne narzędzie do datowania młodych gwiazd, ale mniej przydatne dla starszych, które czasami utrzymują stałą prędkość obrotową do końca życia. Młode gwiazdy są również bardziej podatne na rozbłyski i emisje rentgenowskie niż ich starsi rówieśnicy. Żadna metryka nie oferuje idealnej metody datowania, ale może zapewnić wykonalne oszacowanie.

Teraz wydaje się, że egzoplanety mogą pokazać kolejne problemy z datowaniem wieku gwiazd.

Kiedy odkryto gorące Jowisze (pierwsze zaobserwowano w 1995 r.), astronomowie zauważyli, że w niektórych przypadkach gwiazdy, wokół których krążą, wydawały się młodsze niż oczekiwano. Ale ponieważ nasze gwiezdne metody datowania są tak niedokładne, trudno było stwierdzić, czy był to prawdziwy efekt starzenia się spowodowany przez planety, czy też gwiazdy, o których mowa, były po prostu młode.

W artykule niedawno zaakceptowanym przez Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, zespół z Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) znalazł sposób na rozwiązanie tego problemu. Rozwiązaniem było zbadanie układów podwójnych gwiazd, w których jedna gwiazda w parze ma gorącego Jowisza, a druga nie. Gwiazdy binarne są zwykle w tym samym wieku, więc można je porównać, aby określić, czy efekt starzenia się jest rzeczywisty.

To prawie jak wykorzystanie bliźniaków w badaniu, w którym jeden z bliźniaków mieszka w zupełnie innej okolicy, która wpływa na ich zdrowie. Porównując jedną gwiazdę z pobliską planetą do jej bliźniaczej bez jednej, możemy badać różnice w zachowaniu gwiazd w tym samym wieku.mówi Katja Poppenhäger, szefowa sekcji Fizyki gwiazd i egzoplanet w AIP.

W badaniu, prowadzonym przez doktorantkę Nikoletę Ilic, wykorzystano dane z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra i Obserwatorium XMM-Newton ESA do zbadania 16 układów podwójnych gwiazd, w których jedna z gwiazd miała gorącego Jowisza. Odkrycia potwierdzają, że rzeczywiście gwiazdy, w których znajdują się masywne pobliskie planety, wydają się młodsze niż ich bliźniaki bez towarzystwa.

Kluczem do tej odmładzającej interakcji jest to, że okres obiegu gorącego Jowisza musi być szybszy niż okres rotacji gwiazdy. W takich przypadkach planeta przenosi pewien moment pędu na gwiazdę poprzez siły pływowe, powodując przyspieszenie planety i gwałtowny wzrost poziomu emisji promieniowania rentgenowskiego.

Autorzy zastanawiali się również, czy wzrost emisji promieniowania rentgenowskiego był spowodowany przez pola magnetyczne, a nie siły pływowe – w końcu planety takie jak Jowisz mają zwykle silne pola magnetyczne. Ale fakt, że gwiazdy oprócz zwiększonej aktywności rentgenowskiej obracały się również szybciej, wskazuje na grawitacyjne, czyli pływowe, źródło procesu starzenia, a nie magnetyczne. Wyniki badania wskazują, że starzenie się gwiazd jest bardziej złożone niż wcześniej sądziliśmy, a planety – szczególnie masywne, szybko poruszające się – mogą kształtować same cykle życia swojej gwiazdy macierzystej.

Ale co z planetami podobnymi do Ziemi? Czy odmładzają też swoje gwiazdy macierzyste? Wydaje się, że odpowiedź brzmi nie. W rzeczywistości w badaniu gwiazdy z małymi odległymi planetami faktycznie wydawały się ciemniejsze i spokojniejsze (a zatem być może starsze) niż ich bliźniaczki. Ale po bliższym przyjrzeniu się, uznano to za przypadek, tłumaczony faktem, że te gwiazdy były gwiazdami typu F/G, które osiągnęły inny, spokojniejszy etap swojego cyklu życia niż ich bliźniak typu M, który zajmuje dłużej, aby osiągnąć porównywalnie spokojny etap. Krótko mówiąc, małe planety nie mają dużego wpływu na wiek ich gwiazd. Robią to tylko duże, a nawet wtedy, gdy krążą bardzo blisko siebie. Morał tej historii jest taki, że jeśli jesteś gwiazdą i chcesz pozostać młodym, warto mieć towarzystwo Gorącego Jowisza.

Kolejny ciekawy układ planet i Księżyca na wieczornym niebie

Dzisiejszy wieczór zachęca by kolejny raz spojrzeć na wieczorne niebo. Już po godzinie 17.30 na nastąpi “kosmiczne spotkanie” naszego naturalnego satelity – Księżyca z największymi planetami Układu Słonecznego czyli Jowiszem i Saturnem. To okazja nie tylko do podziwiania tak ciekawego układu na niebie ale i do próby fotografowania zjawiska.

Jeśli ktoś rozpocznie obserwacje trochę wcześniej to nad południowo-zachodnim horyzontem, niestety nisko świeci jasnym blaskiem Wenus.

Mam nadzieję, że pogoda dopisze i wieczorem będziemy oglądać kolejny spektakl jaki zafundują nam planety. Pamiętajcie, że przez niewielkie przyrządy optyczne można już obserwować księżyce “galileuszowe”, które towarzyszą Jowiszowi, a i one dziś będą miały wspaniały układ.

Już jutro, 5 listopada Uran znajdzie się w opozycji

Uran − gazowy olbrzym, siódma od Słońca planeta Układu Słonecznego, trzecia pod względem wielkości i czwarta pod względem masy. William Herschel ogłosił odkrycie planety 13 marca 1781,a Uran stał się pierwszą planetą odkrytą przy pomocy teleskopu.

Dokładnie 5 listopada gazowy olbrzym znajdzie się w opozycji do Słońca stwarzając nam najlepsze warunki do jego obserwacji w tym okresie. Opozycja oznacza to, że Uran i Słońce znajdują się po przeciwnych stronach Ziemi.

Niestety obserwacja tej planety nie należy do łatwych, co prawda Uran dostrzegalny jest gołym okiem tylko podczas opozycji. Jego jasność wynosi od 5,6 do 5,9 mag. czyli dokładnie na granicy widoczności dla ludzkiego oka (zdrowego i w pełni sprawnego oka).

Podczas jutrzejszej opozycji jasność Urana sięgnie 5,6 mag. dlatego by dostrzec planetę warto się uzbroić w dobrą lornetkę lub teleskop. Planeta przebywa w gwiazdozbiorze Barana, i będzie dostępna do obserwacji teleskopowych od wczesnych godzin wieczornych, przez całą noc. Kolejną dobrą okazją będzie koniunkcja Księżyca z Uranem 18 listopada, obiekty wówczas będą w sąsiedztwie na odległość 1,5 stopnia.

 

Już niebawem ciekawy układ na wieczornym niebie. 3 planety i Księżyc w jednej linii

Już niebawem (9.11.2021) szykuje się nam ciekawy układ na wieczornym niebie. W jednej linii podziwiać będziemy 3 planety i Księżyc. Niestety obserwacje musimy rozpoczynać dość wcześnie około 17 godziny, gdyż Wenus szybko schowa się nam za horyzontem.

Jeśli ktoś podejmie się obserwacji w tym dniu to w “jednej linii” zaobserwować będzie można Jowisza, Saturna, Księżyc oraz nisko nad horyzontem Wenus.

Jest to zarazem wspaniała okazja do podjęcia próby fotografowania tego układu bo na jednym zdjęciu możemy mieć właśnie te cztery obiekty astronomiczne. Mam nadzieję, że pojawią się piękne zdjęcia z tego okresu.