Найдена первая гигантская планета вокруг белого карлика

Исследователи, используя Очень большой телескоп Европейского космического агентства (ЕКА), впервые обнаружили доказательство наличия гигантской планеты, которая ассоциируется со звездой-белым карликом.

Планета вращается вокруг горячего белого карлика, остатка звезды, похожей на Солнце, на близком расстоянии, в результате чего ее атмосфера разрушается и образует вокруг звезды диск с газом. Эта уникальная система намекает на то, как может выглядеть наша собственная Солнечная система в отдаленном будущем, рассказывают в ЕКА.

"Это было одно из тех случайных открытий", - отметил исследователь Борис Генсике из Университета Уорика в Великобритании, руководивший исследованием. Команда просмотрела около 7000 белых карликов, которые наблюдались с помощью Слоановского цифрового обзора неба. Анализируя едва уловимые изменения света от звезды, они обнаружили следы химических элементов в количестве, которое ученые никогда ранее не наблюдали у белого карлика. "Мы знали, что в этой системе должно происходить что-то исключительное, и предполагали, что это может быть связано с определенным планетарным остатком", - отметил Генсике.

Для лучшего понимания свойств этой необычной звезды, названной WDJ0914+1914, команда проанализировала ее с помощью инструмента X-Shooter на Очень большом телескопе ЕКА, находящегося в чилийской пустыне Атакама. Эти дальнейшие наблюдения подтвердили наличие водорода, кислорода и серы, связанных с белым карликом. Изучая мелкие детали в спектрах, снятых X-Shooter, команда обнаружила, что эти элементы находятся в диске с газом вокруг белого карлика, а не исходят от самой звезды.

"Прошло несколько недель очень тяжелых раздумий, чтобы понять, что единственный способ создать такой диск - это испарения гигантской планеты", - говорит Маттиас Шрайбер из Университета Вальпараисо в Чили, который вычислял прошлую и будущую эволюцию этой системы.

Выявленные количества водорода, кислорода и серы похожи на те, что находятся в глубоких атмосферных слоях ледяных гигантских планет, таких как Нептун и Уран. Если бы такая планета вращалась рядом с горячим белым карликом, экстремальное ультрафиолетовое излучение звезды лишало бы ее внешних слоев, а часть этого лишенного газа закружилась бы в диск, прирастая к белому карлику. Как считают ученые, это как раз то, что они видят вокруг WDJ0914+1914: первая планета, которая испаряется на орбите белого карлика.

Сочетая данные наблюдений с теоретическими моделями, команда астрономов Великобритании, Чили и Германии смогла создать более четкое изображение этой уникальной системы. Белый карлик небольшой и на поверхности имеет температуру 28 000 градусов по Цельсию (в пять раз превышает температуру Солнца), экстремально горячий. Планета же, наоборот, ледяная и большая - по крайней мере вдвое больше звезды. Поскольку она вращается вокруг горячего белого карлика на близком расстоянии, делая обход вокруг него всего за 10 дней, высокоэнергетические фотоны звезды постепенно выдувают атмосферу планеты. Большая часть газа исчезает, но часть втягивается в диск, который закручивается в звезду со скоростью 3000 тонн в секунду. Именно этот диск делает видимой скрытую нептуноподобную планету.

"Это первый раз, когда мы можем измерить количество газов, таких как кислород и сера в диске, что дает подсказки по составу атмосферы экзопланеты ", - говорит Одетт Толоза из Университета Уорика, разрабатывавшач модель для газового диска, окружающего белый карлик.

"Открытие также отпирает новое окно к окончательной судьбе планетарных систем", - добавляет Генсике.

Звезды, как наше Солнце, сжигают водород в своих ядрах на протяжении большей части жизни. Как только у них заканчивается это топливо, они превращаются в красных гигантов, становясь в сотни раз больше и поглощают соседние планеты. Что касается Солнечной системы, то это будет включать Меркурий, Венеру и даже Землю, которые все будут поглощены Солнцем-красным гигантом примерно через 5 млрд лет. В конце концов, солнцеподобные звезды теряют свои внешние слои, оставляя после себя лишь выгоревшее ядро, белый карлик. Такие звездные остатки все еще могут содержать планеты, и, как считается, многие из этих звездных систем существуют в нашей галактике. Однако, до сих пор ученые никогда не находили доказательств выживания гигантской планеты вокруг белого карлика. Выявление экзопланеты на орбите вокруг WDJ0914+1914, расположенной примерно за 1500 световых лет в созвездии Рака, может быть первым из многих вокруг таких звезд.

По мнению исследователей, экзопланета, которую только что нашли с помощью X-shooter, вращается вокруг белого карлика на расстоянии всего 10 миллионов километров, или в 15 раз больше солнечного радиуса, который был бы глубоко внутри красного гиганта. Необычное положение планеты предусматривает, что в какой-то момент после того, как звезда-хозяин стала белым карликом, планета приблизилась к ней. Астрономы считают, что эта новая орбита может быть результатом гравитационных взаимодействий с другими планетами в системе, и это означает, что больше чем одна планета пережила насильственное превращение своей звезды.

"До недавнего времени мало кто из астрономов приостанавливалось, чтобы задуматься над судьбой планет, вращающихся вокруг умирающих звезд. Это открытие планеты, вращающейся вокруг выгоревшего звездного ядра, уверенно демонстрирует, что Вселенная снова и снова бросает вызов нашему разуму выйти за рамки наших устоявшихся идей", - заключает Генсике.

Читайте еще интересные новости о космосе.