Potraga za planetama izvan našeg Sunčevog sistema – egzoplanetama – jedno je od najbrže rastućih oblasti u astronomiji. Tokom proteklih nekoliko decenija, otkriveno je više od 5.000 egzoplaneta i astronomi sada procenjuju da u našoj galaksiji u proseku postoji najmanje jedna planeta po zvezdi.
Mnogi trenutni istraživački napori imaju za cilj otkrivanje planeta sličnih Zemlji pogodnih za život. Ovi napori se fokusiraju na takozvane zvezde „glavnog niza“ poput našeg Sunca – zvezde koje se napajaju spajanjem atoma vodonika u helijum u njihovim jezgrima i ostaju stabilne milijardama godina. Više od 90% svih poznatih egzoplaneta do sada je otkriveno oko zvezda glavne sekvence.
Kao deo međunarodnog tima astronoma, proučavali smo zvezdu koja liči na naše Sunce za milijarde godina i otkrili da ima planetu koju je po svim pravima trebalo da proždre. U istraživanju objavljenom u Nature, postavljamo zagonetku postojanja ove planete — i predlažemo neka moguća rešenja.
Kao i ljudi, zvezde prolaze kroz promene kako stare. Jednom kada zvezda potroši sav vodonik u jezgru, jezgro zvezde se skuplja, a spoljašnji omotač se širi kako se zvezda hladi.
U ovoj fazi evolucije „crvenog džina“, zvezde mogu da porastu do više od 100 puta od svoje prvobitne veličine. Kada se ovo dogodi našem Suncu, za oko 5 milijardi godina, očekujemo da će narasti toliko da će progutati Merkur, Veneru i možda Zemlju.
Na kraju, jezgro postaje dovoljno vruće da zvezda počne da spaja helijum. U ovoj fazi zvezda se smanjuje na oko 10 puta svoju prvobitnu veličinu i nastavlja stabilno da gori desetinama miliona godina.
Znamo za stotine planeta koje kruže oko crvenih džinovskih zvezda. Jedna od njih se zove 8 Ursae Minoris b, planeta sa masom oko Jupitera u orbiti koja je drži samo upola manje od svoje zvezde koliko je Zemlja od Sunca.
Planetu je 2015. godine otkrio tim korejskih astronoma koristeći tehniku „Doplerovo kolebanje“, koja meri gravitaciono privlačenje planete na zvezdu. Međunarodna astronomska unija je 2019. nazvala zvezdu Baekdu i planetu Hala, po najvišim planinama na Korejskom poluostrvu.
Analiza novih podataka o Baekduu koje je prikupio NASA-in svemirski teleskop Transiting Ekoplanet Survei Satellite (TESS) dovela je do iznenađujućeg otkrića. Za razliku od drugih crvenih divova za koje smo pronašli egzoplanete na bliskim orbitama, Baekdu je već počeo da spaja helijum u svom jezgru.
Koristeći tehnike asteroseizmologije, koja proučava talase unutar zvezda, možemo odrediti koji materijal zvezda gori. Za Baekdu, frekvencije talasa nedvosmisleno su pokazale da je počeo da sagoreva helijum u svom jezgru.
Otkriće je bilo zbunjujuće: ako Baekdu sagoreva helijum, trebalo je da je u prošlosti bio mnogo veći – toliko veliki da je trebalo da proguta planetu Halu. Kako je moguće da je Hala preživela?
Kao što je često slučaj u naučnim istraživanjima, prva akcija je bila da se isključi najtrivijalnije objašnjenje: da Hala zapravo nikada nije postojala.
Zaista, kasnije se pokazalo da su neka očigledna otkrića planeta koje kruže oko crvenih divova koristeći Doplerovu tehniku kolebanja iluzije nastale dugotrajnim varijacijama u ponašanju same zvezde.
Međutim, naknadna zapažanja isključila su takav lažno pozitivan scenario za Halu. Doplerov signal iz Baekdua ostao je stabilan tokom poslednjih 13 godina, a pomno proučavanje drugih indikatora nije pokazalo nikakvo drugo moguće objašnjenje za signal. Hala je stvarna – što nas vraća na pitanje kako je preživela progutanje.
Pošto smo potvrdili postojanje planete, došli smo do dva scenarija koji bi mogli da objasne situaciju koju vidimo kod Baekdua i Hale.
Najmanje polovina svih zvezda u našoj galaksiji nije nastala izolovano kao naše Sunce, već su deo binarnih sistema. Ako je Baekdu nekada bio binarna zvezda, Hala se možda nikada nije suočila sa opasnošću od progutanja.
Spajanje ove dve zvezde je možda sprečilo širenje bilo koje zvezde do veličine dovoljno velike da proguta planetu Halu. Da je jedna zvezda sama postala crveni džin, progutala bi Halu – međutim, ako bi se spojila sa zvezdom pratiocem, skočila bi pravo u fazu sagorevanja helijuma, a da ne bi postala dovoljno velika da stigne do planete.
Alternativno, Hala može biti relativno novorođena planeta. Nasilni sudar dve zvezde je možda proizveo oblak gasa i prašine od kojih je planeta mogla da se formira. Drugim rečima, planeta Hala je možda nedavno rođena planeta „druge generacije“.
Koje god objašnjenje da je tačno, otkriće bliske planete koja kruži oko zvezde crvenog džina koji gori helijum pokazuje da priroda pronalazi načine da se egzoplanete pojave na mestima gde ih najmanje očekujemo.
