Планета размером с Юпитер, пережившая смерть своей звезды, преподнесла астрономам новую загадку
WD 1856 b, единственный подтверждённый случай планеты, которая пережила смерть звезды солнечного типа. Это газовый гигант размером с Юпитер, вращающийся вокруг белого карлика, выгоревшего остатка звезды, похожей на Солнце. Команда астрономов впервые использовала космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), чтобы подробно рассмотреть эту планету, и то, что они обнаружили, сделало и без того необычную систему ещё более странной.
Открытие WD 1856 b было случайным. В 2020 году астрономы направили телескоп TESS (спутник для поиска транзитных экзопланет) на выборку примерно из 2000 белых карликов, тел размером с Землю, состоящих в основном из углерода и кислорода, которые остаются после того, как звезда солнечного типа проходит стадию красного гиганта. Учёные искали небольшие объекты вроде комет или астероидов, которые могли бы проходить транзитом по диску этих мёртвых звёзд. Вместо этого в системе WD 1856 обнаружился газовый гигант. «Как только они на это посмотрели, сразу сказали: так, это странно», рассказал Кристофер О'Коннор, теоретический астрофизик из Корнеллского университета и соавтор недавнего исследования о WD 1856 b, опубликованного в журнале Nature.
Первая странность связана с яркостью звезды. Белый карлик примерно в семь раз меньше газового гиганта, вращающегося вокруг него, поэтому при каждом прохождении планеты его блеск должен был бы падать почти до нуля. На деле же яркость снижается лишь примерно наполовину. По версии О'Коннора, причина, скользящий транзит (grazing transit), при котором диск планеты задевает диск звезды только краем. «Это очень маловероятный угол обзора, говорит он, но это единственный способ объяснить то, что мы реально наблюдаем».
Вторая странность серьёзнее. Планета вращается на расстоянии всего около 0,02 астрономической единицы от белого карлика, и это противоречит представлениям о том, как гибель звезды должна перестраивать систему. Когда звезда раздувается до стадии красного гиганта, она поглощает ближайшие к ней планеты, объясняет О'Коннор. Затем, сжимаясь до состояния белого карлика, звезда теряет около половины исходной массы, из-за чего её притяжение ослабевает, и внешние планеты, газовые гиганты вроде WD 1856 b, должны, по расчётам, смещаться наружу примерно вдвое. Вместо этого WD 1856 b оказался значительно ближе к звезде, чем предсказывает эта модель, это расхождение и стало главной загадкой исследования.
Ключевые факты
- WD 1856 b, единственная известная планета, пережившая гибель своей звезды-хозяина (звезды солнечного типа).
- Это газовый гигант размером с Юпитер, вращающийся вокруг белого карлика; впервые подробно изучен телескопом Джеймса Уэбба (JWST).
- Открыт случайно в 2020 году телескопом TESS при обзоре около 2000 белых карликов, искали кометы и астероиды, а нашли газовый гигант.
- Блеск звезды при прохождении планеты падает лишь вдвое вместо ожидаемого падения почти до нуля, это объясняют редким скользящим транзитом, при котором диск планеты задевает звезду только краем.
- Планета вращается всего в ~0,02 а.е. от звезды, гораздо ближе, чем предсказывают модели, по которым газовые гиганты должны отодвигаться от звезды примерно вдвое после её превращения в белого карлика.
Почему это важно
WD 1856 b, единственный подтверждённый случай планеты, пережившей смерть звезды солнечного типа, и потому уникальный природный полигон для проверки теорий о судьбе планетных систем после гибели звезды. Наблюдения телескопа Джеймса Уэбба впервые дали детальные данные по этой системе, и они не укладываются сразу в два ожидания: ни в расчётную яркость при транзите планеты, ни в модель миграции газовых гигантов после превращения звезды в белого карлика.
Кому это важно
Астрономам и астрофизикам, изучающим эволюцию звёзд и судьбу планетных систем после смерти звезды-хозяина; специалистам по экзопланетам, работающим с данными телескопов TESS и Джеймса Уэбба; а также всем, кого интересует, что в далёком будущем может произойти с планетами Солнечной системы, когда Солнце само превратится в белого карлика.
Как это применить
Прямого практического применения у открытия нет, это фундаментальная астрофизика. Результаты, опубликованные в журнале Nature, дают конкретный тестовый случай (WD 1856 b) для уточнения моделей миграции планет вокруг умирающих звёзд; дальнейшие наблюдения телескопом Джеймса Уэбба аналогичных систем помогут понять, насколько типична или, наоборот, уникальна судьба этой планеты.
Можно ли доверять
Да: исследование опубликовано в рецензируемом журнале Nature, авторы, команда профессиональных астрономов, включая теоретического астрофизика Кристофера О'Коннора из Корнеллского университета. Открытие подтверждено данными двух независимых инструментов, телескопа TESS (обнаружение транзита в 2020 году) и телескопа Джеймса Уэбба (детальные наблюдения); издание Ars Technica излагает выводы авторов, не добавляя собственных спекуляций.
Риски и подводные камни
Ключевое наблюдение, необычно слабое падение блеска звезды при транзите, само основано на редком и маловероятном угле обзора (скользящий транзит), что признаёт и соавтор исследования: по его словам, это единственное объяснение, которое согласуется с данными, но само по себе оно нетипично. Второе расхождение, необычно близкая орбита планеты, прямо противоречит модели миграции газовых гигантов после гибели звезды, и в материале не уточняется, какая альтернативная причина могла бы это объяснить.
«Это очень маловероятный угол обзора, но это единственный способ объяснить то, что мы реально наблюдаем»
— Кристофер О'Коннор, астрофизик, Корнеллский университет