Odkryto, że niezwykle duży obłok, który blokował światło odległej gwiazdy, składa się z wirujących wiatrów odparowanego metalu. Co jeszcze ciekawsze, obłok wydaje się być dziwnie powiązany z tajemniczym ciałem, które może być masywną planetą lub gwiazdą o małej masie.
Astronomowie po raz pierwszy zostali poinformowani o istnieniu tego metalicznego obłoku we wrześniu 2024 roku, kiedy gwiazda podobna do Słońca, oznaczona jako J0705+0612 i znajdująca się w odległości około 3000 lat świetlnych, stała się 40 razy ciemniejsza niż zwykle. To przyciemnienie trwało dziewięć miesięcy, zanim gwiazda powróciła do swojej pierwotnej jasności w maju 2025 roku.
To dramatyczne zaciemnienie zainteresowało Nadię Zakamską, astronomkę z Johns Hopkins, ponieważ astronomowie zazwyczaj nie są świadkami takich wydarzeń. „Gwiazdy takie jak słoneczny nie przestawajcie świecić bez powodu, ponieważ takie dramatyczne przyciemnienia zdarzają się bardzo rzadko” – stwierdziła Zakamska w oświadczeniu.
Zakamska i współpracownicy śledzili to wydarzenie, korzystając z narzędzia Teleskop Gemini Południe, znajdujący się na Cerro Pachón w Chile, 3,5-metrowy teleskop Apache Point Observatory i 6,5-metrowy Teleskopy Magellana. Połączyli te świeże obserwacje J0705+0612 z danymi archiwalnymi i odkryli, że gwiazda została tymczasowo przekryta, czyli przesłonięta, przez ogromną, wolno poruszającą się chmurę gazu i pyłu.
Zespół oszacował, że chmura ta ma szerokość około 200 milionów kilometrów, czyli około 15 000 razy większą od średnicy Ziemi. Szacuje się, że znajdowała się około 2 miliardów km od J0705+0612, kiedy spowodowała słabnięcie gwiazdy. To około 13 razy większa odległość między Ziemią a Słońcem.
Gwiazda o małej masie czy planeta o dużej masie?
Naukowcy odkryli również, że obłok ten jest powiązany grawitacyjnie z innym obiektem, który również orbituje wokół gwiazdy J0705+0612. Ciało to musi być wystarczająco masywne, aby wywrzeć wystarczająco silny wpływ grawitacyjny, aby utrzymać obłok w całości, co oznacza, że ma masę co najmniej kilka razy większą od masy Jupiterchociaż mógłby być znacznie bardziej masywny. Oznacza to, że najważniejsze pytanie brzmi: jaka jest natura tego tajemniczego obiektu?
Jeśli obiektem jest gwiazda, to obłok ten jest dyskiem okołowtórnym, obłokiem gazu i pyłu krążącym wokół mniej masywnej gwiazdy w układzie podwójnym. Jeśli nieznane ciało jest planetą, wówczas chmura jest dyskiem okołoplanetarnym. Obserwacje obłoków dowolnego typu zakrywających gwiazdę są niezwykle rzadkie.
Aby określić skład tej chmury, badacze wykorzystali należący do Gemini South spektrograf optyczny wysokiej rozdzielczości Gemini (GHOST) i obserwowali przez dwie godziny chmurę znajdującą się przed J0705+0612.
„Kiedy zaczynałam obserwować zakrycie za pomocą spektroskopii, miałam nadzieję, że odkryję coś na temat składu chemicznego obłoku, ponieważ wcześniej nie wykonywano takich pomiarów” – powiedziała Zakamska. „Ale wynik przekroczył wszelkie moje oczekiwania”.
Zespół odkrył, że obłok był bogaty w pierwiastki cięższe od wodoru i helu, które astronomowie w nieco mylący sposób nazywają „metalami”. Wiatry metali gazowych, w tym żelaza i wapnia, stworzono w trzech wymiarach, co oznacza, że astronomowie po raz pierwszy zmierzyli wewnętrzne ruchy gazu w dysku krążącym wokół obiektu wtórnego, takiego jak planeta lub gwiazda o małej masie.
„Czułość GHOST pozwoliła nam nie tylko wykryć gaz w tej chmurze, ale także zmierzyć sposób, w jaki się on porusza” – powiedziała Zakamska. „To coś, czego nigdy wcześniej nie byliśmy w stanie osiągnąć w takim systemie”.
Mapowanie prędkości i kierunku wiatrów w obłoku ujawniło zespołowi, że porusza się on oddzielnie od swojej gwiazdy macierzystej, co dodatkowo potwierdziło, że jest on powiązany z obiektem wtórnym znajdującym się w zewnętrznych granicach tego układu planetarnego.
Zespół sugeruje, że chmura ta mogła powstać, gdy dwie planety krążące wokół J0705+0612 zderzyły się ze sobą, wyrzucając pył, skały i inne zanieczyszczenia. Tego rodzaju zdarzenia są powszechne w chaotycznych i młodych układach planetarnych, ale są niezwykłe w przypadku układu takiego jak ten, którego wiek szacuje się na około 2 miliardy lat.
„To wydarzenie pokazuje nam, że nawet w dojrzałych układach planetarnych nadal mogą dochodzić do dramatycznych zderzeń na dużą skalę” – powiedziała Zakamska. „To żywe przypomnienie, że wszechświat nie jest statyczny – to ciągła historia tworzenia, niszczenia i transformacji”.
Wyniki badań zespołu opublikowano w środę (21 stycznia) w czasopiśmie Dziennik astronomiczny .
