Астрономы обнаружили большую планету размером с Нептун, вращающуюся вокруг белой карликовой звезды. Планета в четыре раза больше звезды, и белый карлик медленно разрушает планету: тепло белого карлика испаряет материал из атмосферы планеты, образуя кометоподобный хвост.
Белый карлик - это конечное состояние таких звезд, как наше Солнце. Когда у звезды, подобной Солнцу, заканчивается топливо, она превращается в красного гиганта. На этом этапе большая часть массы звезды сбрасывается в космос. После этого остается компактный, относительно крутой белый карлик.
Белый карлик - это в основном отработанная сила в звездном выражении. Он находится в своем конечном состоянии, не испуская ту же энергию, что и раньше. Но он все еще достаточно радиационный, чтобы убрать атмосферу с планеты. И это то, что происходит со звездой в этом исследовании, названном WDJ0914 + 1914.
Белый карлик в этом исследовании был среди 10000, опрошенных Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Работая с данными Sloan, астрономы из Уорика проанализировали свет, исходящий от белого карлика. Тонкие, но поддающиеся обнаружению изменения света исходили от системы, которая позволяла астрономам идентифицировать присутствующие элементы.
Они обнаружили крошечные всплески водорода, кислорода и серы. Водород был необычным, поскольку белые карлики в основном состоят из кислорода и углерода, а кислород и сера никогда не встречались раньше в такой ситуации. Они посмотрели ближе с Очень Большим Телескопом (VLT) и обнаружили, что форма этих трех элементов указала на наличие газового кольца вокруг WDJ0914 + 1914.
«Такую систему никогда не видели прежде, и мне сразу стало ясно, что это уникальная звезда».
Доктор Борис Гаенсике, Университет Уорика.
Сначала исследователи подумали, что видят двойную звезду.
Доктор Борис Гэнсик из Университета Уорика является ведущим автором одного из исследований. В пресс-релизе он сказал: «Сначала мы думали, что это двойная звезда с аккреционным диском, образованным из массы, текущей между двумя звездами. Однако наши наблюдения показывают, что это один белый карлик с диском вокруг него примерно в десять раз больше нашего Солнца, состоящий исключительно из водорода, кислорода и серы. Такой системы никогда раньше не было, и мне сразу стало ясно, что это уникальная звезда ».
После дальнейшего анализа астрономы обнаружили, что белый карлик собирал кислород и серу с диска. Они смогли проанализировать состав самого диска и обнаружили, что он соответствует более глубоким слоям планет нашей Солнечной системы, таким как Нептун и Уран, оба ледяные гиганты.
Хотя слияние прекратилось давным-давно, белый карлик по-прежнему около 28 000 по Цельсию. Он выделяет достаточно энергии, чтобы бомбить невидимую планету и испарять ее материал. Расчеты команды показывают, что около 3000 тонн материала выбрасывается в диск каждую секунду.
Д-р Гаенсик сказал: «У этой звезды есть планета, которую мы не можем видеть напрямую, но поскольку звезда очень горячая, она испаряет планету, и мы обнаруживаем атмосферу, которую она теряет».
«Это открытие является крупным прогрессом, потому что за последние два десятилетия у нас появилось все больше доказательств того, что планетные системы выживают до стадии белого карлика».
DR. БОРИС ГЕНСИК, УНИВЕРСИТЕТ УОРВИКА.
Не все белые карлики такие горячие, как этот. Это означает, что обнаружение каких-либо планет, вращающихся вокруг них тем же методом, скорее всего, невозможно. Но их должно быть больше. На самом деле, в Млечном Пути может быть до 10 миллиардов белых карликов. Какой процент из них достаточно горячий, чтобы взаимодействовать с ними, как эта, - вопрос открытый.
«Может быть много более холодных белых карликов, которые имеют планеты, но испытывают недостаток в фотонах с высокой энергией, необходимых для запуска испарения, поэтому мы не сможем найти их одним и тем же методом», - сказал доктор Гаенсике. «Тем не менее, некоторые из этих планет могут быть обнаружены с использованием метода транзита, когда Большой телескоп синоптической съемки полетит в небо». (Этот телескоп может быть переименован в телескоп Вера Рубин.)
Появляется все больше свидетельств того, что планеты могут выжить в фазе белых карликов своей звезды. Это открытие добавляет вес этому свидетельству.
«Это открытие является крупным прогрессом, потому что за последние два десятилетия у нас появилось все больше доказательств того, что планетные системы выживают до стадии белых карликов, - сказал доктор. - Мы видели много астероидов, комет и других небольших планетарных объектов, поражающих белых карликов, и объяснение этих событий требует более крупных тел массой планеты. Наличие фактических данных о планете, на которой она сама разбросана, является важным шагом ».
По словам доктора Матиаса Р. Шрайбера, ведущего автора второй статьи, система WDJ0914 + 1914 - это взгляд в будущее. «В некотором смысле, WDJ0914 + 1914 дает нам возможность заглянуть в очень отдаленное будущее нашей собственной солнечной системы».
В конце концов, наше Солнце постигнет та же участь, что и этот белый карлик. Он станет красным гигантом, расширяющим и охватывающим Меркурий, Венеру и Землю. (Может быть, даже Марс.) После этого, примерно через 6 миллиардов лет, это будет белый карлик. Если газовые гиганты и ледяные гиганты в нашей Солнечной системе мигрируют достаточно близко к звезде, их материал может быть удален в диск, как это делает WDJ0914 + 1914 со своим ледяным гигантом.
В сопутствующей статье астрономы указывают, что произойдет. Наше будущее Солнце испустит достаточно высокоэнергетических фотонов, чтобы отделить материал от Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Часть этого газа попадет в диск, а затем в само Солнце. Будущие астрономы, если таковые будут, смогут увидеть это так же, как мы.
Команда также могла случайно найти способ изучения атмосферы экзопланет.
В пресс-релизе доктор Шрайбер прокомментировал: «Мы были ошеломлены, когда поняли, что, наблюдая за горячими белыми карликами, мы потенциально видим сигнатуры из атмосферы внесолнечных планет. Хотя эта гипотеза нуждается в дальнейшем подтверждении, она действительно может открыть двери для понимания атмосферы внесолнечных планет ».
Это второй раз, когда астрономы обнаружили планету в неожиданном месте. В ноябре астрономы, используя данные TESS, обнаружили планету, вращающуюся вокруг красного гиганта. В обоих этих случаях любые планеты в этих положениях должны были быть уничтожены, когда их звезды превратились в красных гигантов.
Но теперь, когда два были обнаружены, вероятно, будет еще много. Во второй статье авторы делают вывод, что 1 из 10000 белых карликов снимает атмосферу с планет. Если бы в Млечном Пути было 10 миллиардов белых карликов, их было бы 1 миллион с планетами, которые могли бы быть обнаружены спектроскопически. И это обязательно изменит наше понимание того, как развиваются солнечные системы.
Астрономы из Университета Уорика в Великобритании и Университета Вальпараисо в США сделали открытие. Их исследование было опубликовано в двух статьях. Одна статья под названием «Накопление гигантской планеты на белую карликовую звезду» была опубликована в журнале Nature. Вторая статья называется «Планеты холодных гигантов, испаренных горячими белыми гномами», и была опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.
Больше:
- Пресс-релиз: Скрытая гигантская планета обнаружена вокруг крошечной белой карликовой звезды
- Исследовательская статья: Холодные планеты-гиганты, испаряемые горячими белыми гномами
- Научно-исследовательская работа: аккреция гигантской планеты на белую карликовую звезду
- Космический журнал: это кажется невозможным, но каким-то образом эта планета пережила фазу красного гиганта своей звезды
