«Уэбб» помог изучить атмосферу планеты, пережившей смерть своей звезды

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые подробно исследовал атмосферу гигантской экзопланеты, вращающейся вокруг белого карлика — остатка звезды, уже прошедшей стадии красного гиганта. Эта экзопланета полна загадок и учёные не могли оставить её в покое. Она не должна быть там, где находится, она горячее, чем может позволить её звезда, и она первая в истории наблюдений, пережившая смерть своей звезды.

Экзопланета WD 1856 b была открыта случайно в 2020 году. Никто не собирался искать планеты у группы белых карликов, ведь давно известно, что близко расположенные к умирающей звезде планеты не переживут её смерть — их либо развеет расширяющаяся оболочка, либо затем затянут сжимающееся в ядро останки. Тем самым открытие экзопланеты вблизи звезды стало сюрпризом и приковало к себе внимание.

Объект WD 1856 b расположен примерно в 82 световых годах от Земли, имеет радиус около 0,9 радиуса Юпитера и массу, по новой оценке, от 4,3 до 10,9 массы Юпитера. Звезда этой системы — WD 1856+534 — по размерам лишь немного превосходит Землю, обладает массой около 0,52 солнечной и остывает уже примерно 6 млрд лет.

По диску своей звезды экзопланета проходит за восемь минут. При этом она лишь частично закрывает звезду, поскольку яркость той падает лишь наполовину, хотя она должна была полностью пропадать с небосвода. Это сделало непригодными привычные модели транзитов, которые пришлось адаптировать для такого уникального сценария.

В спектре экзопланеты во время транзита были обнаружены признаки углеводородов с общей статистической значимостью около 4σ. Главным из них оказался метан: его доля в атмосфере оценивается приблизительно в 7%. Это тоже стало проблемой. В атмосфере Юпитера 0,3% метана и это заложено в модели оценки температурной эволюции экзопланет-гигантов. Между тем, именно температура позволяет выбрать один из двух сценариев: экзопланета была рядом со звездой в момент её смерти или была притянута гравитацией с далёкой орбиты много позже.

Без внесения поправок в модели наиболее вероятен второй сценарий, тем более что у звезды этой системы есть несколько далёких компаньонов. Сложное гравитационное взаимодействие звёзд могло заставить двигаться экзопланету по чрезвычайно вытянутой орбите и, в конечном итоге, могло привести её по сужающейся спирали прямо к звезде уже миллиарды лет спустя после её смерти. По крайней мере, это бы объяснило, как планета смогла пережить сброс оболочек звезды в стадии красного гиганта и последующее сжатие в белого карлика: просто она в тот момент была далеко.

Сейчас WD 1856 b находится всего в 0,02 астрономической единицы от белого карлика и совершает оборот за 1,4 суток. В процессе сближения приливные силы разогрели её и постепенно превратили орбиту в нынешнюю почти круговую. Таким образом, планета не столько «пережила смерть звезды» на современной орбите, сколько избежала поглощения, а затем мигрировала к белому карлику уже через миллиарды лет. У такого сценария есть заманчивая перспектива. Она означает, что сравнительно недалеко от нас могут находиться необнаруженные пока (их просто никто не искал!) экзопланеты у белых карликов. Это новое поле деятельности в изучении иных планет, которое сулит множество новых открытий.

©  3DNews