Διεθνής ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb για να παρατηρήσει τη διάβαση του εξωπλανήτη WD 1856 b μπροστά από τον μητρικό του άστρο, έναν λευκό νάνο. Οι παρατηρήσεις επέτρεψαν για πρώτη φορά τον προσδιορισμό της μάζας και της θερμοκρασίας του πλανήτη, καθώς και την ανίχνευση της ατμόσφαιράς του.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο πλανήτης είναι πολύ θερμότερος από όσο θα αναμενόταν και αποκάλυψαν τον πιθανότερο μηχανισμό που τον οδήγησε στη σημερινή, εξαιρετικά κοντινή τροχιά του γύρω από το νεκρό άστρο. Η μελέτη προσφέρει την πρώτη ουσιαστική εικόνα για το τι θα μπορούσε να συμβεί σε πλανήτες όπως ο Δίας όταν, σε δισεκατομμύρια χρόνια, ο Ήλιος ολοκληρώσει τον κύκλο της ζωής του.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν την 1η Ιουλίου 2026 στο περιοδικό Nature.
Ένας πλανήτης που δεν θα έπρεπε να υπάρχει
Όταν ένα άστρο με μάζα παρόμοια με εκείνη του Ήλιου πλησιάζει στο τέλος της ζωής του, εξαντλεί το υδρογόνο στον πυρήνα του και διογκώνεται σε έναν ερυθρό γίγαντα. Η διάμετρός του αυξάνεται εκατοντάδες φορές, καταπίνοντας τους κοντινούς πλανήτες του. Αργότερα αποβάλλει τα εξωτερικά του στρώματα και ο πυρήνας που απομένει μετατρέπεται σε έναν εξαιρετικά πυκνό λευκό νάνο.
Θεωρητικά, οποιοσδήποτε πλανήτης βρισκόταν κοντά στο άστρο θα έπρεπε να είχε καταστραφεί κατά τη φάση του ερυθρού γίγαντα. Κι όμως, οι αστρονόμοι εντόπισαν έναν πλανήτη με μέγεθος συγκρίσιμο με εκείνο του Δία να περιφέρεται γύρω από τον λευκό νάνο WD 1856+53 κάθε μόλις 34 ώρες, σε απόσταση μικρότερη από 3 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Ο εξωπλανήτης WD 1856 b, που ανακαλύφθηκε το 2020 με τα διαστημικά τηλεσκόπια TESS και Spitzer, βρίσκεται περίπου 80 έτη φωτός από τη Γη.
«Ο πλανήτης έχει περίπου το μέγεθος του Δία, ενώ ο λευκός νάνος έχει μέγεθος συγκρίσιμο με της Γης. Έτσι, ο πλανήτης είναι περίπου επτά φορές μεγαλύτερος από το ίδιο του το άστρο», εξηγεί ο επικεφαλής της μελέτης Ryan MacDonald από το Πανεπιστήμιο του St Andrews.
Η κρίσιμη συμβολή του James Webb
Κατά τη διάρκεια της διάβασης του πλανήτη μπροστά από τον λευκό νάνο, το James Webb κατέγραψε με πρωτοφανή ακρίβεια τις μικροσκοπικές μεταβολές στη φωτεινότητα του συστήματος. Οι παρατηρήσεις έδειξαν ότι η μάζα του WD 1856 b κυμαίνεται μεταξύ τεσσάρων και έντεκα μαζών του Δία. Παράλληλα, το Webb κατόρθωσε να μετρήσει και τη θερμοκρασία του πλανήτη.
Αν και κατά τη διάβαση η φωτεινότητα του άστρου μειωνόταν, η μείωση στην υπέρυθρη ακτινοβολία ήταν μικρότερη από ό,τι στα ορατά μήκη κύματος. Η διαφορά αυτή οφείλεται στη θερμική ακτινοβολία που εκπέμπει ο ίδιος ο πλανήτης.
Μια διάβαση (transit) συμβαίνει όταν ένας πλανήτης περνά μπροστά από το άστρο γύρω από το οποίο περιφέρεται, όπως το βλέπουμε από τη Γη, αποκρύπτοντας ένα μικρό μέρος του φωτός του άστρου. Πολλοί εξωπλανήτες έχουν ανακαλυφθεί ανιχνεύοντας αυτή τη μικρή μείωση της φωτεινότητας του άστρου που προκαλείται κατά τη διάρκεια μιας διάβασης. Η σύγκριση του φωτός που προέρχεται απευθείας από το άστρο με το φως που διέρχεται μέσα από την ατμόσφαιρα του διερχόμενου πλανήτη παρέχει επίσης πολύτιμες πληροφορίες για τη χημική σύσταση της ατμόσφαιράς του.
Οι μετρήσεις αποκάλυψαν θερμοκρασία περίπου 126 βαθμών Κελσίου, πολύ υψηλότερη από αυτήν που θα μπορούσε να εξηγηθεί μόνο από την ασθενική ακτινοβολία του λευκού νάνου. Αυτό το απρόσμενο αποτέλεσμα αποδείχθηκε το σημαντικότερο στοιχείο της έρευνας.
Πώς έφτασε τόσο κοντά;
Το μεγάλο ερώτημα ήταν πώς ένας τόσο μεγάλος πλανήτης βρέθηκε σε μια τροχιά όπου κανονικά θα είχε καταστραφεί. Οι επιστήμονες εξέτασαν δύο πιθανά σενάρια.
Σύμφωνα με το πρώτο, ο πλανήτης καταβροχθίστηκε από τον ερυθρό γίγαντα αλλά, με κάποιον τρόπο, επέζησε στο εσωτερικό του.
Το δεύτερο σενάριο υποστηρίζει ότι ο WD 1856 b σχηματίστηκε και παρέμεινε αρχικά σε μεγάλη απόσταση από το άστρο του, αποφεύγοντας έτσι την καταστροφή. Πολύ αργότερα, βαρυτικές αλληλεπιδράσεις με άλλα σώματα του συστήματος τον ανάγκασαν να μετακινηθεί προς το εσωτερικό.
Ο Christopher O’Connor από το Northwestern University εξηγεί ότι ο λευκός νάνος αποτελεί μέλος ενός τριπλού αστρικού συστήματος, γεγονός που σημαίνει ότι τα δύο συνοδά άστρα θα μπορούσαν να διαταράξουν την τροχιά του πλανήτη και να τον οδηγήσουν σταδιακά προς τον λευκό νάνο.
Η θερμότητα αποκάλυψε το παρελθόν
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι σήμερα δεν υπάρχει κάποια πηγή ενέργειας που να μπορεί να διατηρεί τον πλανήτη τόσο θερμό. Η μόνη λογική εξήγηση είναι ότι πρόκειται για θερμότητα που απομένει από ένα παλαιότερο επεισόδιο έντονης θέρμανσης. Συνδυάζοντας τα νέα δεδομένα του Webb με θεωρητικά μοντέλα που περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο ψύχονται με την πάροδο του χρόνου πλανήτες και καφέ νάνοι, κατάφεραν να υπολογίσουν πότε είχε θερμανθεί ο WD 1856 b. Οι υπολογισμοί έδειξαν ότι αυτό συνέβη 3 έως 5,5 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη δημιουργία του λευκού νάνου.
Το αποτέλεσμα αυτό αποκλείει ουσιαστικά το σενάριο της κατάποσης από τον ερυθρό γίγαντα. Αντίθετα, όλα δείχνουν ότι ο πλανήτης παρέμεινε ασφαλής σε μια μακρινή τροχιά κατά τη διάρκεια της βίαιης εξέλιξης του άστρου και μόνο πολύ αργότερα μετακινήθηκε προς το εσωτερικό του συστήματος. Καθώς πλησίαζε τον λευκό νάνο, οι ισχυρές παλιρροϊκές δυνάμεις μετέτρεψαν μέρος της τροχιακής του ενέργειας σε θερμότητα, αυξάνοντας σημαντικά τη θερμοκρασία του. Από τότε ο πλανήτης ψύχεται αργά, διατηρώντας ακόμη τα ίχνη εκείνης της περιόδου.
Η πρώτη ατμόσφαιρα γύρω από πλανήτη που περιφέρεται γύρω από νεκρό άστρο
Το James Webb πέτυχε και μία ακόμη σημαντική πρωτιά. Καθώς το φως του λευκού νάνου περνούσε μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη κατά τη διάβαση, οι επιστήμονες μπόρεσαν να αναλύσουν τη χημική της σύσταση.
Εντόπισαν ενδείξεις από μικροσκοπικά σωματίδια νεφών και υδρογονάνθρακες, με πιθανότερο εκπρόσωπο το μεθάνιο. «Είναι η πρώτη φορά που ανιχνεύουμε ατμόσφαιρα σε πλανήτη ο οποίος διέρχεται μπροστά από έναν λευκό νάνο», δήλωσε η Victoria Boehm από το Πανεπιστήμιο Cornell.
Η ίδια αποκάλυψε ότι η ομάδα πραγματοποίησε πρόσφατα ακόμη τέσσερις παρατηρήσεις του WD 1856 b με το Webb, ώστε να μελετήσει λεπτομερέστερα τη χημεία της ατμόσφαιράς του. Τα αποτελέσματα αυτών των παρατηρήσεων αναμένονται με ιδιαίτερο ενδιαφέρον.
Ένα παράθυρο στο μέλλον του Ηλιακού Συστήματος
Σε περίπου πέντε δισεκατομμύρια χρόνια, ο Ήλιος θα ακολουθήσει την ίδια εξελικτική πορεία. Θα διογκωθεί σε ερυθρό γίγαντα με διάμετρο μεγαλύτερη από εκατό φορές τη σημερινή και στη συνέχεια θα καταλήξει ως λευκός νάνος.
Ο Ερμής και η Αφροδίτη είναι βέβαιο ότι θα καταστραφούν, ενώ το ίδιο πιθανότατα θα συμβεί και με τη Γη. Αντίθετα, η τύχη των γιγάντιων εξωτερικών πλανητών, όπως ο Δίας και ο Κρόνος, παραμένει αβέβαιη. Η μελέτη συστημάτων όπως το WD 1856+534 αποτελεί τον καλύτερο τρόπο για να διερευνήσουμε τι μπορεί να συμβεί στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα στο απώτατο μέλλον.
Όπως χαρακτηριστικά λέει ο Ryan MacDonald: «Έχουμε συνηθίσει να χρησιμοποιούμε τα τηλεσκόπια για να κοιτάζουμε πίσω στον χρόνο και να μελετούμε το παρελθόν του Σύμπαντος. Αυτή είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να κοιτάξουμε μπροστά και να δούμε τι ίσως περιμένει τους εξωτερικούς πλανήτες γύρω από το απομεινάρι ενός άστρου σαν τον Ήλιο. Είναι σαν να χρησιμοποιούμε μια χρονομηχανή για να ρίξουμε μια ματιά στο μακρινό μέλλον του Ηλιακού μας Συστήματος.»