Ученые впервые обнаружили гигантскую планету рядом с белой карликовой звездой при помощи Очень Большого Телескопа Европейской Южной Обсерватории Eso. Планета вращается вокруг горячего белого карлика, остатка солнечной звезды, разрушая его атмосферу и создавая газовый диск. Эта необычная система демонстрирует, как может выглядеть Солнечная система в отдаленном будущем.
«Это было одно из тех случайных открытий», — говорит Борис Гансике из Университета Уорика в Великобритании, руководивший исследованием. Исследовательская группа проверила около семи тысяч белых карликов, наблюдавшихся в Sloan Digital Sky Survey. В результате обнаружили один уникальный белый карлик. Анализируя небольшие вариации в звездном свете, выявили следы химических элементов в количествах, которых ученые никогда раньше не видели. «Мы знали, что в этой системе было что-то необычное, и предполагали, что это может быть своего рода остаток планеты».
Для детального изучения необычной звезды WDJ0914+1914 команда использовала инструмент X-Shooter на большом телескопе в чилийской пустыне Атакама. Наблюдения подтвердили наличие водорода, кислорода и серы возле белого карлика. Анализ спектра показал расположение элементов в газовом диске, который проникает в белый карлик и не исходит от него. «Нам понадобилось несколько недель, чтобы понять, что единственный способ создать такой диск — это испарить большую планету», — сказал Матиас Шрайбер из Университета Вальпараисо в Чили, который рассчитал прошлую и будущую эволюцию этой системы.
Установленные показатели содержания водорода, кислорода и серы соответствуют уровням, найденным в глубоких слоях атмосферы ледяных гигантских планет, например, Нептуна и Урана. Если бы орбита такой планеты была рядом с горячим белым карликом, крайнее… ультрафиолетовое излучениеВнешние слои звезды были бы устранены. Сжатый газ частично образовывал диск, который падал на белого карлика. Это то, что ученые наблюдаю вокруг WDJ0914 + 1914: первая испаряющаяся планета, вращающаяся вокруг белого карлика.
Объединив данные наблюдений с теоретическими моделями, группа астрономов из Великобритании, Чили и Германии смогла составить более точную картину этой уникальной системы. Белый карлик мал и очень горяч — 28 000 градусов по Цельсию. Напротив, планета ледяна и велика — по крайней мере, в два раза больше звезды. Когда она вращается вокруг горячего белого карлика с близкого расстояния и облетает его всего за десять дней, высокоэнергетические фотоны звезды постепенно сдувают атмосферу планеты. Большая часть газа уходит, но часть втягивается в диск, который втекает в звезду со скоростью 3000 тонн в секунду. Именно этот диск делает видимой скрытую, подобную Нептуну планету.
Это первый случай, когда удалось измерить количество газов, таких как кислород и сера, в диске, что позволяет судить о составе атмосферы экзопланет. Открытие также открывает новое окно для понимания конечной судьбы планетных систем.
Звезды, подобные нашему солнцу, большую часть жизни сжигают водород в своих ядрах. Как только топливо заканчивается, звезды раздуваются до красных гигантов, увеличиваясь в сто раз и поглощая ближайшие планеты. В случае Солнечной системы это касается Меркурия. ВенераДаже Земля будет поглощена Красным Гигантом Солнцем примерно через пять миллиардов лет. В конечном итоге подобные Солнцу звезды теряют свои внешние слои, оставив только сгоревшее ядро — белый карлик. Такие останки звезд могут по-прежнему иметь планеты, и считается, что многие из этих систем существуют в нашей галактике. Однако ученые до сих пор не обнаружили свидетельств выживания гигантской планеты вокруг белого карлика.
Исследователи сообщают об экзопланете, обнаруженной с помощью X-Shooter, которая вращается вокруг белого карлика на расстоянии всего десять миллионов километров — в 15 раз больше радиуса Солнца. Планета находилась бы в центре Красного Гиганта. Необычное положение планеты указывает на то, что она приблизилась к нему после того, как звезда-хозяин стала белым карликом. Астрономы предполагают, что такая орбита может быть результатом гравитационных взаимодействий с другими планетами в системе, а это значит, что более чем одна планета могла пережить переход звезды-хозяина.
В прошлом мало астрономов задумывались о том, что случается с планетами, вращающимися вокруг умирающих звезд. Открытие планеты, обращающейся вокруг померкшего ядра звезды, впечатляюще показывает, что вселенная продолжает заставлять наш разум выйти за пределы привычных представлений, — говорит Гансике.