Большинство звезд Вселенной образуются в двойных системах, а Солнце — пример исключения из правил. В таких системах могут участвовать белые карлики — бывшие ядра звезд размером с Землю и звезды-компаньоны покрупнее. Иногда вокруг белых карликов астрономы обнаруживают экзопланеты, превосходящие в размерах сами «бывшие звезды» и каким-то образом избегающие разрушения. Американские астрономы и физики объяснили, как могут возникать такие объекты.
В 2020 году международная команда астрономов сообщилаОткрыта первая в истории экзопланета, вращающаяся вокруг белого карлика WD 1856+534. Планета получила обозначение WD 1856+534 b и находится на расстоянии 80 световых лет от Земли.
Специалисты с помощью наблюдений, проведенных космическим телескопом TESS, выяснили… WD 1856+534 bЭкзопланета по размерам почти равна Юпитеру и в семь раз превосходит белый карлик по размеру (радиус «бывшей звезды» на 40 процентов больше радиуса Земли). Масса экзопланеты составляет 13,8 массы Юпитера.
Позже выяснилось, что орбитальный период экзопланеты равен почти 34 часам, а значит, её год длится 1,4 дня. Планета находится в трех миллионах километров (0,02 астрономической единицы) от белого карлика.
Различные физические модели предсказывают, что любая экзопланета, приблизившись к белому карлику на достаточно близкое расстояние, не сможет выжить. формируютсяВ системе с белой карликовой звездой находится планета, которая образовалась из того же газопылевого диска, что и звезда, как в Солнечной системе. Во время такого процесса не может появиться мир, который был бы так близко к будущему белому карлику, потому что гравитационное притяжение звезд настолько сильно, что разорвало бы молодую планету на части. WD 1856+534 b каким-то образом уцелела, и многие ученые пытаются найти объяснение тому, как появляются подобного рода объекты.
Белые карлики представляют собой заключительную стадию эволюции звезд. Таковым образом превращаются светила, масса которых недостаточна для формирования нейтронной звезды — не более 10 масс Солнца. После преобразования в красных гигантов и отбрасывания оболочек у них остаётся плотное остывающее ядро, лишенное термоядерных источников энергии. Белые карлики характеризуются высокой поверхностной гравитацией, а их размер обычно равен размеру Земли. Их масса варьируется от 0,17 до 1,44 массы Солнца.
Ученые, обнаружившие в 2020 году WD 1856+534 b, считают, что гравитация белого карлика притянула экзопланету после того, как звезда прекратила свое существование в виде красного гиганта. В противном случае от экзопланеты ничего не осталось бы.
Авторы новой научной работы, опубликованной на сайте электронного архива препринтов arXivБыла описана иная судьба WD 1856+534 b. Предполагается, что объект первоначально образовался на орбите WD 1856+534.
Многие белые карлики образуются в бинарных системахДвойные звездные системы состоят из звезды типа белого карлика и ее компаньона — более массивного светила. Эти тела связаны гравитацией и вращаются по замкнутым орбитам вокруг общего центра массы. При небольшом расстоянии между объектами белый карлик, обладающий высокой поверхностной гравитацией, начнет перетягивать вещество звезды-соседки, которая начнет медленно умирать.
Американские астрономы и физики под руководством Джейсона Нордхауса… Jason NordhausУченые из Рочестерского технологического института разработали модель эволюции звезд, которая демонстрирует возможность рождения планеты, сравнимой по размеру с Юпитером, в результате «смерти» звезды-компаньона белого карлика WD 1856+534.
По моделированию, при правильной массе соседней звезды, чуть меньше Солнца, два тела сближатся так, что орбита последнего окажется внутри орбиты более крупного компаньона. Плотный белый карлик, обходя диффузные внешние края звезды, медленно «всасывал» бы её плазму.
Вращение белого карлика приводит к образованию газопылевого аккреционного диска из вещества компаньона, а затем из-за гравитационной неустойчивости диска может возникнуть планета. Остаточный газ впоследствии рассеивается энергией движения белого карлика и новой планеты.
Изучить идею команды Нордхауса затруднительно. Доказательства о том, что экзопланета сформировалась из вещества умирающей звезды, вряд ли удастся найти. Исследовать химический состав WD 1856+534 b и WD 1856+534 и сравнить их элементы возможно, но у астрономов пока нет прибора достаточной мощности для такого исследования.
Экзопланеты возле белых карликов привлекательны из-за относительной прохлады этих «бывших звезд», что может создавать на экзопланетах условия, подходящие для жизни, известной нам на Земле. Самые древние белые карлики имеют температуру около 2000 кельвинов — почти в два раза меньше, чем у Солнца. Температура верхнего предела для планеты WD 1856+534 b приближается к 17 градусам Цельсия, что сопоставимо с показателями Земли.