[Перевод] Астрономы обнаружили невиданную прежде «планету‑феникс», возродившуюся из пепла мёртвой звезды

Астрономы обнаружили невиданную прежде «планету‑феникс», возродившуюся из пепла мёртвой звезды

Простой

5 мин

300

Перевод

Астрономы обнаружили невиданный прежде тип «планеты‑феникса», возродившейся из пепла умирающей звезды. Открытие, которое учёные назвали «совершенно неожиданным», позволяет предположить, что в космосе могут скрываться и другие подобные возрождённые миры. Кроме того, оно может дать представление о будущем нашей Солнечной системы.

Безымянную экзопланету обнаружили на орбите белого карлика HS 0209+0832, расположенного примерно в 270 световых годах от Земли. Белые карлики представляют собой звёздные остатки, которые иногда называют «звёздами‑зомби». Они образуются после того, как красные гиганты исчерпывают запасы топлива и в конечном итоге сжимаются до небольших плотных объектов. HS 0209+0832 — особенно молодой белый карлик, температура которого всё ещё достигает около 35 000 градусов Цельсия. Это указывает на то, что превращение произошло в последние несколько миллионов лет.

Ранее учёные обнаружили в спектре HS 0209+0832, который впервые наблюдали с помощью космического телескопа «Хаббл» в конце 1990-х годов, несколько неожиданных тяжёлых элементов. Среди них были алюминий, титан и никель. Обычно такие элементы не встречаются в белых карликах, поэтому их присутствие указывало на необычные процессы. Однако до сих пор данных было недостаточно, чтобы установить их природу.

В новом исследовании, опубликованном 5 октября в журнале Nature Astronomy, учёные более подробно изучили HS 0209+0832. Используя модернизированные приборы «Хаббла» и данные других обсерваторий, команда получила более детальный спектр звезды‑зомби. Он выявил высокие концентрации дополнительных тяжёлых элементов, включая цинк, медь и ниобий, который прежде никогда не обнаруживали в белых карликах.

Исследователи полагают, что эти необычные элементы образовались во время предсмертной агонии красного гиганта, а затем объединились, сформировав планету «второго поколения» вокруг недавно возникшего белого карлика. По их предположению, звёздный ветер белого карлика срывает атмосферу этой гипотетической планеты, из‑за чего редкие элементы попадают обратно на звезду‑зомби.

Последующие наблюдения выявили периодические падения яркости HS 0209+0832, указывающие на то, что экзопланета регулярно проходит перед звездой. На основании орбитального периода, составляющего около 4,4 земных суток, и продолжительности прохождений планеты по диску звезды команда рассчитала, что её размеры примерно соответствуют Юпитеру. Близость планеты к белому карлику также подтверждает гипотезу о том, что она теряет атмосферу.

«Планеты второго поколения — это миры, которые формируются из вещества, выброшенного звездой во время её гибели, — объяснил в своём заявлении ведущий автор исследования Джейми Уильямс (Jamie Williams), аспирант кафедры астрономии и астрофизики Уорикского университета в Великобритании. — Они невероятно редки, и обнаружить такую планету вокруг белого карлика было совершенно неожиданно. Это немного похоже на находку планеты, возродившейся из пепла той самой звезды, вокруг которой она когда‑то вращалась».

«Совершенно неожиданно»

Это не первый случай обнаружения экзопланеты возле белого карлика. Например, в 2019 году некоторые авторы нового исследования обнаружили планету, вращающуюся вокруг белого карлика WDJ0914+1914. Однако тогда они были уверены, что это мир первого поколения, которому каким‑то образом удалось пережить гибель своей звезды.

Но тяжёлые элементы, которые, судя по всему, падают на HS 0209+0832, а также относительный недостаток других элементов, характерных для планет первого поколения, таких как кремний и железо, указывают на то, что в случае недавно обнаруженного мира произошло нечто иное.

«Такое соотношение элементов — характерный признак s‑процесса, ядерной реакции, в ходе которой внутри умирающих звёзд, находящихся в раздутой фазе красного гиганта, образуются тяжёлые элементы, — рассказал соавтор исследования Николас Стоун (Nicholas Stone), астроном из Висконсинского университета в Мадисоне. — Это химическая сигнатура, которой не должно быть у обычной планеты первого поколения. Именно она подсказала нам, что эта новая планета представляет собой нечто иное».

Вероятнее всего, недавно обнаруженная экзопланета сформировалась непосредственно из вещества, которое умирающий красный гигант сбросил после расширения, но до того, как сжался.

Подобные планеты‑фениксы уже обнаруживали рядом с другими звёздными остатками, например пульсарами, которые образуются в результате взрывов звёзд как сверхновых. Однако до сих пор такие миры никогда не наблюдали возле белых карликов.

Возрождение из пепла

«Удивительно в планете возле HS 0209+0832 то, что это не пришелец из другой системы и не планета, сохранившаяся со времён её формирования. Судя по всему, она образовалась из того самого вещества, которое её звезда выбросила во время гибели, — заявил соавтор исследования Борис Гензике (Boris Gänsicke), астрофизик из Уорикского университета, который также участвовал в открытии экзопланеты возле WDJ0914+1914 в 2019 году. — В некотором смысле эта система породила новый мир, использовав остатки старого».

В прошлом, когда HS 0209+0832 была красным гигантом, вокруг неё могли вращаться и другие экзопланеты. Но если они существовали, то, скорее всего, погибли в огне, когда умирающая звезда раздулась. По мнению специалистов, нечто подобное произойдёт с Землёй, когда примерно через 5 миллиардов лет Солнце исчерпает запасы топлива и превратится в красный гигант.

Когда Солнце завершит стадию расширения, оно тоже превратится в белый карлик. Новое открытие указывает на то, что после этого вокруг нашей звезды также могут возникнуть совершенно новые миры, образовав своего рода Солнечную систему 2.0.

«Обнаружение этого единственного примера заставляет задуматься, сколько ещё таких планет может существовать и не появится ли в нашей собственной Солнечной системе планета второго поколения, сформировавшаяся из пепла нашего Солнца», — отметил Гензике.

Однако для выяснения того, как именно сформировалась новая экзопланета и насколько вероятен подобный сценарий, потребуются дополнительные исследования. Учёные предполагают, что для возникновения нового мира мог понадобиться ещё один объект, например звезда‑компаньон, которая впоследствии исчезла.

«Сформировать протопланетный диск в таких условиях непросто, и это помогает объяснить, почему подобные планеты настолько редки, — рассказал Уильямс. — Для образования диска из вещества, необходимого для рождения планеты, HS 0209+0832, вероятно, требовалась звезда‑компаньон, которая удержала бы выброшенное вещество на орбите, не позволив ему улететь в космос».

Если эта публикация вас вдохновила и вы хотите поддержать автора — не стесняйтесь нажать на кнопку