Астрономы обнаружили юпитероподобную планету, вращающуюся вокруг мертвой звезды. Она может продемонстрировать, что произойдет с планетами Солнечной системы.

Об этом сообщает издание «Последние события» со ссылкой на пресс-релиз NASA.

Учёные обнаружили планету в месте, где, по всем признакам, её не должно быть. Этот мир, названный WD 1856 b, немного больше Юпитера и вращается вокруг мёртвой звезды, размер которой примерно равен размеру Земли. Каждые 1,4 дня эта экзопланета вращается вокруг белого карлика WD 1856+534 — звездного трупа, находящегося примерно в 80 световых годах от Земли. Планета настолько велика по сравнению со своей звездой, что система выглядит почти инвертированной: гигантский мир затмевает крошечный звездный остаток.

«Эта планета — настоящая чудачка», — сказал Райан Макдональд, астроном из Университета Сент-Эндрюса и ведущий автор нового исследования. «Она примерно размером с Юпитер, но белый карлик, вокруг которого она вращается, имеет размер Земли, так что планета в семь раз больше своей звезды».

Но самое удивительное в том, что эта планета вращается вокруг своей звезды примерно в 50 раз ближе, чем Земля вокруг Солнца. Если бы она всегда находилась там, её почти наверняка уничтожили бы, когда её звезда раздулась до размеров красного гиганта. Вместо этого новые наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймса Уэбба» свидетельствуют, что WD 1856 b выжила на более безопасном расстоянии, а затем переместилась ближе к звезде через миллиарды лет после того, как та уже погасла.

Эти результаты, опубликованные в журнале «Nature», дают одно из самых ясных на сегодняшний день представлений о том, что может произойти с гигантскими планетами после того, как звезды, подобные Солнцу, достигнут конца своей жизни. Таким образом, WD 1856 b позволяет заглянуть в далекое будущее нашей собственной Солнечной системы.

Примерно через пять миллиардов лет наше Солнце исчерпает запасы водорода, за счёт которого в ядре поддерживается термоядерный синтез. Оно раздуется до размеров красного гиганта, увеличившись более чем в 100 раз по сравнению с нынешними размерами. Меркурий и Венера обречены. Землю тоже может поглотить или, по крайней мере, полностью выжечь её поверхность. После этой бурной фазы Солнце сбросит свои внешние слои и оставит после себя белый карлик — плотный, горячий остаток звезды.

Но нет уверенности в том, что произойдёт с Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном после этого.

«Наши выводы имеют значение для долгосрочной судьбы нашей Солнечной системы», — отметил Кристофер О’Коннор, астрофизик из Северо-Западного университета и соавтор исследования. «Примерно через пять миллиардов лет наше Солнце погаснет, и мы не знаем точно, что тогда произойдет с планетами».

WD 1856 b даёт астрономам возможность исследовать этот вопрос, не дожидаясь миллиардов лет. Это газовый гигант, вращающийся вокруг остатка звёзды, похожей на Солнце, — системы, где катастрофа уже произошла, а её последствия до сих пор разворачиваются.

«Мы привыкли заглядывать в прошлое, когда используем телескопы, но это первый случай, когда нам удалось заглянуть в будущее, чтобы увидеть, что может произойти с внешними планетами вокруг остатка звезды, похожей на Солнце», — сказал Макдональд. «Это словно использование машины времени, чтобы заглянуть в далекое будущее нашей Солнечной системы».

Эту планету впервые открыли в 2020 году с помощью спутника NASA «Transiting Exoplanet Survey Satellite» (TESS) и космического телескопа «Спитцер». С тех пор учёные ломают голову над тем, как такая большая планета могла оказаться так близко к белому карлику и остаться целой.

В рамках нового исследования с помощью телескопа «Вебба» наблюдали, как WD 1856 b проходит перед своей звездой. Транзит длился всего восемь минут, поскольку белые карлики имеют слабое свечение по сравнению с теми звездами, которые обычно изучает «Вебб». Несмотря на это, «Вебб» собрал достаточно света, чтобы измерить атмосферу, температуру и массу планеты.

Команда установила, что масса WD 1856 b составляет примерно от четырёх до 11 масс Юпитера. Они также обнаружили в её атмосфере следы метана, облаков или дымки, а также других углеводородов — это первый случай, когда астрономы охарактеризовали атмосферу планеты, проходящей перед мёртвой звездой.

А затем появилось ещё кое-что интересное. Температура WD 1856 b составляет примерно 127 градусов по Цельсию. Это гораздо горячее, чем ожидалось, если бы планету нагревал только тусклый свет её белого карлика. Мёртвая звезда может объяснить существование лишь гораздо более холодного мира.

Планету, по-видимому, нагревало что-то другое. Но что бы это ни было, сейчас этого уже не происходит. Похоже, планета остывает вследствие события, произошедшего в прошлом.

Это остаточное тепло помогло исследователям реконструировать историю WD 1856 b. Совместив измерения телескопа «Вебба» с моделями охлаждения гигантских планет с течением времени, они выяснили, что планета, вероятно, снова нагрелась через 3–5,5 миллиарда лет после того, как её звезда-хозяйка превратилась в белый карлик.

Именно этот момент времени является ключевым. Если бы WD 1856 b была поглощена звездой на стадии красного гиганта и каким-то образом выжила внутри звездной оболочки, нагрев произошел бы гораздо раньше. Вместо этого доказательства указывают на более позднюю миграцию.

Наиболее вероятный сценарий заключается в том, что WD 1856 b когда-то вращалась гораздо дальше, за пределами зоны разрушительного воздействия красного гиганта. Позже гравитационное воздействие других объектов в системе — возможно, сопутствующих звёзд, поскольку WD 1856+534 является частью тройной звездной системы — вытянуло и наклонило орбиту планеты. Впоследствии близкие прохождения мимо белого карлика вызвали приливы внутри планеты, нагревая её и затягивая на тесную орбиту, которую астрономы наблюдают сегодня.

«По мере приближения планеты к белому карлику её взаимодействие с его сильной гравитацией, вероятно, привело к её значительному нагреванию, и с тех пор она постоянно остывает», — отметил О’Коннор.

Это не означает, что Юпитер пойдёт тем же путём после смерти Солнца. Наша Солнечная система устроена не так, как система WD 1856+534. Но это открытие показывает, что планетные системы не просто «застывают» на месте после смерти звезды. Они могут продолжать преобразовываться в течение миллиардов лет.