В 2020 году у белого карлика WD 1856+534, находящегося на удалении приблизительно в 80 световых лет от Земли, был выявлен газовый гигант, однако его точная сущность долгое время оставалась неясной. Благодаря космической обсерватории «Джеймс Уэбб» ученые смогли подтвердить, что это экзопланета, и впервые зарегистрировали ее собственное тепловое излучение. Атмосфера этой планеты имеет рекордно низкую температуру – около минус 87 °C.
Хотя масса экзопланеты WD 1856+534 b не превышает шести масс Юпитера, и по размерам она сопоставима с ним, долгое время она оставалась практически невидимой для наблюдательных миссий. Ее обнаружение вокруг белого карлика WD 1856+534 впервые заподозрили в 2020 году по транзиту — краткому затемнению звезды, которое повторяется каждые 1,4 суток и наполовину снижает яркость светила.
В то время астрономам было сложно утверждать, что они обнаружили экзопланету, а не маломассивный коричневый карлик. Подобные объекты можно встретить среди прочих двойных системах с белыми карликами, где оба тела гравитационно связаны и вращаются по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс.
Благодаря инфракрасному спектрометру MIRI, установленному на космическом телескопе «Джеймс Уэбб», ученые во главе с Мэри Энн Лимбах из Мичиганского университета (США) убедились, что WD 1856+534 b является экзопланетой. Высокая чувствительность прибора MIRI позволила выявить слабое излучение от этого объекта, которое переплетается с тусклым свечением белого карлика.
Сопоставив полученный спектр с компьютерной моделью звезды, астрономы обнаружили избыточный инфракрасный сигнал, не связанный ни с пылевым диском, ни с другими объектами в окрестностях. Это стало важным подтверждением наличия экзопланеты и позволило установить температуру ее атмосферы, равную минус 87 °C (ниже 200 Кельвинов).
Обнаружение WD 1856+534 b делает его уникальным объектом, находящимся между известными горячими экзопланетами и холодными гигантами нашей Солнечной системы, поскольку температура этого мира на 60 °C ниже, чем у Юпитера, и значительно ниже, чем у всех ранее зарегистрированных экзопланет.
Астрономы также пришли к выводу, что WD 1856+534 b находится в так называемой «запретной зоне» — области, где красные гиганты (стареющие звезды, значительно увеличившиеся в размерах) должны разрушать все находящиеся рядом объекты. Тем не менее, экзопланета пережила это явление. Ученые считают, что изначально газовый гигант располагался на большем удалении, а затем, вследствие гравитационного взаимодействия с другими небесными телами, такими как соседние планеты или звезды, он приблизился к своей родной звезде.
Белый карлик, будучи значительно менее ярким, чем обычная звезда, не заглушает слабое свечение планеты, расположенной всего в трех миллионах километров от него – это расстояние в 20 раз меньше, чем расстояние от Меркурия до Солнца. Текст научной работы представлен на сервере препринтов Корнеллского университета.
Несмотря на то, что этот ледяной мир не подходит для жизни в привычном нам понимании, само наличие стабильных планетных орбит вблизи белых карликов является источником вдохновения для дальнейших исследований. Если экзопланета с благоприятными для жизни условиями после гибели своей звезды окажется на подходящей орбите, то у нее появится шанс сохранить атмосферу и даже воду.
Ученые, проводившие новое исследование, планируют продолжить наблюдение за WD 1856+534 b с помощью космического телескопа «Уэбб», чтобы собрать дополнительные сведения об атмосфере газового гиганта и установить, присутствуют ли в этой системе другие объекты, которые могли бы оказывать влияние на его орбиту. В 2024 году другая команда астрономов, изучая данные, полученные телескопом TESS, предположила, что формирование WD 1856+534 b могло быть обусловлено гибелью звезды — белого карлика, являющегося ее компаньоном. Подробнее об этом Naked Science рассказывал ранее.