Ogromni oblak s metalnim vetrom pronađen kako kruži oko misterioznog objekta

Snažni vetrovi isparenja metala pronađeni su u ogromnom oblaku koji je prigušio svetlost zvezde skoro 9 meseci. Ovo otkriće, napravljeno pomoću teleskopa Džemini-jug u Čileu, jedne polovine Opservatorije Džemini, nudi redak uvid u haotične i dinamične procese koji oblikuju planetarne sisteme dugo nakon njihovog formiranja, saopštio je NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory).

U septembru 2024. zvezda udaljena 3.000 svetlosnih godina od nas iznenada je postala 40 puta tamnija nego obično i ostala je takva do maja 2025. Zvezda - J0705+0612 - slična je našem Suncu, pa je njen nagli pad sjaja privukao pažnju Nadije Zakamske, profesorke astrofizike na Univerzitetu Džons Hopkins.

Preporučujemo

- Zvezde poput Sunca ne prestaju da sijaju bez razloga, tako da su dramatični događaji prigušivanja poput ovog veoma retki – rekla je ona.

Prepoznavši priliku da prouče ovakav događaj tokom više meseci, Zakamska i njen tim započeli su posmatranja teleskopom Džemini-jug, koji se nalazi na planini Sero Pačon u Čileu, kao i teleskopom od 3,5 metara opservatorije Apači Point i teleskopima Magelan od 6,5 metara. Nalazi su objavljeni u radu koji se pojavljuje u The Astronomical Journal.

Kombinovanjem posmatranja sa arhivskim podacima o J0705+0612, tim je utvrdio da je zvezda bila okultirana, ili privremeno zaklonjena, ogromnim oblakom gasa i prašine. Procenjuju da je oblak udaljen oko dve milijarde kilometara od svoje matične zvezde i da mu je prečnik oko 200 miliona kilometara.

Podaci ukazuju na to da je ovaj oblak gravitaciono vezan za sekundarni objekat koji i sam orbitira oko zvezde u spoljnim delovima njenog planetarnog sistema. Iako priroda ovog objekta nije poznata, on mora biti dovoljno masivan da drži oblak na okupu. Posmatranjima se pretpostavlja da ima masu bar nekoliko puta veću od Jupitera, mada bi mogao biti i veći. Mogućnosti se kreću od planete do smeđeg patuljka ili zvezde ekstremno male mase.

Ako je misteriozni objekat zvezda, oblak bi se klasifikovao kao cirkumsekundarni disk — disk ostataka koji kruži oko manje masivnog člana binarnog sistema. Ako je objekat planeta, to bi bio cirkumplanetarni disk. U oba slučaja, direktno posmatranje zvezde koju okultira disk koji okružuje sekundarni objekat je izuzetno retko, sa samo nekoliko poznatih primera.

Da bi istražili sastav oblaka, tim je koristio najsavremeniji instrument teleskopa Džemini-jug, Gemini High-resolution Optical SpecTrograph ili GHOST. U martu 2025, GHOST je posmatrao okultaciju nešto više od dva sata, razlažući svetlost zvezde u spektar koji otkriva hemijske elemente prisutne u materijalu koji se nalazi između.

- Kada sam počela da posmatram okultaciju spektroskopijom, nadala sam se da ću otkriti nešto o hemijskom sastavu oblaka, pošto takva merenja ranije nisu rađena. Ali rezultat je prevazišao sva moja očekivanja – rekla je Zakamska.

Podaci sa GHOST-a otkrili su višestruke metale, elemente teže od helijuma, unutar oblaka. Još značajnije, visoka preciznost spektra omogućila je timu da direktno izmeri kako se gas kreće u tri dimenzije. Ovo je prvi put da su astronomi izmerili unutrašnje kretanje gasa u disku koji orbitira oko sekundarnog objekta, kao što je planeta ili zvezda male mase. Posmatranja pokazuju dinamično okruženje sa vetrovima gasovitih metala, uključujući gvožđe i kalcijum.

- Osetljivost GHOST-a nam je omogućila ne samo da detektujemo gas u ovom oblaku, već i da zapravo izmerimo kako se on kreće. To je nešto što nikada ranije nismo mogli da uradimo u ovakvom sistemu - rekla je Zakamska

- Ova studija ilustruje znatnu moć najnovijeg Džemini instrumenta, GHOST-a i dodatno naglašava jednu od najvećih snaga Geminija — brzu reakciju na prolazne događaje kao što je ova okultacija – naglasio je Kris Dejvis, programski direktor NSF-a za NOIRLab.

Teleskop Džemini-jug... Foto: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/T. Slovinský

Precizna merenja brzine i pravca vetra pokazuju da se oblak kreće odvojeno od svoje matične zvezde. Ovo, u kombinaciji sa trajanjem okultacije, dodatno potvrđuje da je zaklon disk oko sekundarnog objekta i da on orbitira u spoljnim delovima sistema svoje matične zvezde.

Izvor pokazuje infracrveni višak, koji se obično povezuje sa diskovima oko mladih zvezda. Međutim, J0705+0612 je starija od dve milijarde godina, što znači da je malo verovatno da je disk ostatak iz rane faze formiranja planeta u tom sistemu.

Zakamska predlaže da je nastao nakon sudara dve planete u spoljnim delovima planetarnog sistema ove zvezde, što je izbacilo prašinu, stene i krhotine i formiralo masivni oblak koji se sada vidi kako prolazi ispred zvezde.

Otkriće pokazuje kako nova tehnologija omogućava nove uvide u univerzum. GHOST je otvorio novi prozor u proučavanje skrivenih fenomena u udaljenim zvezdanim sistemima, a nalazi pružaju dragocene tragove o dugoročnoj evoluciji planetarnih sistema i o tome kako se diskovi mogu formirati oko starih zvezda.

- Ovaj događaj nam pokazuje da se čak i u zrelim planetarnim sistemima i dalje mogu dogoditi dramatični sudari velikih razmera. To je živopisan podsetnik da univerzum nipošto nije statičan — to je neprekidna priča o stvaranju, uništavanju i transformaciji – objasnila je Zakamska.

(Telegraf Nauka/NOIRLab)