|
Гигантская планета пережила гибель своей звезды
|
|
|
|
Когда в 2020 году астрономы обнаружили гигантскую планету, вращающуюся вокруг мертвой звезды, они задались вопросом, как она пережила насильственную гибель своей звезды. Теперь наблюдения с космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) НАСА, возможно, наконец, объясняют невероятное спасение планеты от разрушения.
|
|
|
|
В новом исследовании международная группа ученых, включая астрофизика из Северо-Западного университета, впервые проанализировала атмосферу планеты. Используя измерения атмосферы, массы и температуры планеты, исследователи реконструировали ее путь. Они обнаружили, что планета (названная WD1856b) первоначально вращалась вокруг своей звезды на безопасном расстоянии. Но спустя миллиарды лет после гибели звезды планета мигрировала к своему мертвому компаньону.
|
|
|
|
Полученные результаты дают беспрецедентный взгляд в далекое будущее планетных систем, включая нашу собственную. Исследование опубликовано в журнале Nature.
|
|
|
|
«Наши результаты имеют значение для долгосрочной судьбы нашей Солнечной системы», — сказал Кристофер О’Коннор из Центра междисциплинарных исследований в области астрофизики Северо-Западного университета.
|
|
|
|
|
|
|
«Примерно через 5 миллиардов лет наше Солнце умрет, и мы точно не знаем, что произойдет с планетами к тому времени. Тот факт, что планеты могут дожить до этой заключительной стадии жизненного цикла звезды, значительно расширяет диапазон возможностей для определения того, где и когда могут существовать обитаемые планеты во Вселенной».
|
|
|
|
О’Коннор — научный сотрудник CIERA в Северо-Западном университете, где он изучает звездную и планетную астрофизику и динамику. Исследование возглавил Райан Дж. Макдональд, преподаватель экзопланет в Университете Сент-Эндрюс в Шотландии.
|
|
|
|
Когда астрономы впервые обнаружили WD1856b, они сразу же были озадачены. Расположенный всего в 80 световых годах от Земли, этот газовый гигант в 4-11 раз массивнее Юпитера. В то время как большинство звёзд значительно крупнее своих планет, WD1856b вращается вокруг относительно небольшого белого карлика размером с Землю. Белые карлики — это плотные остатки звёзд, оставшиеся после того, как звезда, подобная Солнцу, исчерпала своё топливо и погибла.
|
|
|
|
«Это одна из самых странных планетных систем, которые нам известны», — сказал О'Коннор. «Радиус планеты примерно в восемь раз больше радиуса белого карлика, и она вращается на чрезвычайно близком расстоянии — совершая полный оборот каждые 1,4 дня».
|
|
|
|
Такая близость особенно поразительна, потому что WD1856b не должна была пережить фазу красного гиганта своей звезды. Когда у звёзд, подобных Солнцу, заканчивается топливо, они раздуваются более чем в 100 раз по сравнению с первоначальным размером. Красные гиганты часто поглощают близлежащие планеты, прежде чем коллапсировать в белые карлики. Например, когда наше Солнце умрёт, оно поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.
|
|
|
|
«Главный вопрос в том, как WD1856b оказалась там, где она находится сегодня, и есть две теории, — сказал О'Коннор. — Одна из них заключается в том, что планета была поглощена своей умирающей звездой и сумела выжить на другой стороне. Другая — миграция произошла из-за гравитационного воздействия других объектов в системе. Белый карлик является частью тройной звёздной системы, и внешние звёзды-компаньоны могли повлиять на орбиту WD1856b».
|
|
|
|
Для исследования этих возможностей исследовательская группа использовала телескоп JWST для измерения атмосферы, температуры и массы планеты. В ходе своих исследований они обнаружили, что планета значительно горячее, чем ожидалось — примерно на 400 Кельвинов (127 градусов Цельсия или 260 градусов Фаренгейта), что примерно на 240 градусов выше, чем можно объяснить только светом белого карлика.
|
|
|
|
Объединив измерения JWST с моделями охлаждения гигантских планет с течением времени, команда реконструировала историю планеты. Поскольку гигантские планеты остывают с предсказуемой скоростью, О'Коннор смог эффективно проследить изменение температуры планеты во времени.
|
|
|
|
Команда обнаружила, что планета, вероятно, нагревалась по мере приближения к своей звезде — через 3–5,5 миллиардов лет после того, как звезда стала белым карликом. В этом сценарии планета оставалась на безопасном расстоянии во время разрушительной фазы красного гиганта своей звезды и переместилась в свое нынешнее местоположение гораздо позже.
|
|
|
|
«По мере того, как планета движется внутрь, ее взаимодействие с сильной гравитацией белого карлика привело к значительному нагреванию», — сказал О'Коннор. «С тех пор она постоянно остывает».
|
|
|
|
«Смерть звезды — это не конец»
|
|
|
|
Эта планетная система может дать представление о далекой судьбе нашей собственной Солнечной системы. Вместо того чтобы закончиться со смертью Солнца, наша система может продолжать эволюционировать миллиарды лет после этого.
|
|
|
|
«Мы привыкли заглядывать в прошлое с помощью телескопов, но это первый раз, когда мы смогли заглянуть в будущее и увидеть, что может произойти с внешними планетами вокруг остатка звезды, подобной Солнцу», — сказал Макдональд. «Это как использовать машину времени, чтобы заглянуть в далекое будущее нашей Солнечной системы».
|
|
|
|
Наблюдения также выявили метан и облака в атмосфере планеты. Это исследование впервые позволило ученым охарактеризовать атмосферу планеты, вращающейся вокруг мертвой звезды.
|
|
|
|
«Это только начало нашего исследования планет, вращающихся вокруг мертвых звезд, с помощью телескопа JWST, и поиск новых планет, вращающихся вокруг белых карликов, продолжается», — сказал Макдональд. «Наши результаты показывают, что смерть звезды — это не конец: некоторые планеты переживают яркое и насыщенное будущее после гибели своей звезды».
|
|
|
|
Источник
|
