Астрономы, проанализировавшие архивные данные космического телескопа «Хаббл», обнаружили признаки редкой планеты второго поколения, обращающейся вокруг белого карлика HS 0209+0832. Этот возможный газовый гигант размером с Юпитер, судя по всему, сформировался из обломков, выброшенных во время гибели звезды, что позволяет заглянуть в то, как планетные системы могут эволюционировать после звездного коллапса.
Следы уникальной звездной эволюции были обнаружены в данных архива космического телескопа NASA Hubble. Исследователи зафиксировали неожиданный химический состав атмосферы белого карлика HS 0209+0832, расположенного примерно в 270 световых годах от Земли, что указывает на возможное существование планеты второго поколения.
Подобные объекты формируются не из первоначального газопылевого облака молодой звезды, а из вещества, которое светило выбрасывает в пространство в конце своего жизненного цикла. До сих пор ученые фиксировали подобные свидетельства лишь вблизи пульсаров, но обнаружение такого кандидата вокруг белого карлика произошло впервые.
Авторы исследования отмечают, что результаты их работы были опубликованы в журнале Nature Astronomy. Дополнительные фотометрические измерения для анализа параметров белого карлика опирались на Pan-STARRS фотометрию и параллакс Gaia, а также на спектроскопические наблюдения телескопа Hubble со спектрографом STIS и детектором MAMA через решетку E140M, покрывающую диапазон длин волн от 1150 до 1710 ангстрем.
Анализ архивов телескопа Hubble и загадка элемента ниобия
Когда космический аппарат впервые исследовал этот звездный остаток в 1999 году, выполненные 10 января две экспозиции продолжительностью 2110 и 1140 секунд содержали около 100 нераспознанных химических особенностей. Спустя годы аспирант физического факультета Университета Уорика Джейми Уильямс вернулся к этим записям, используя обновленные базы данных. Ему удалось установить, что многие загадочные линии принадлежат редкому металлу — ниобию.
Вместе с ниобием исследователи зафиксировали в атмосфере белого карлика углерод, алюминий, кремний, кальций, титан, никель и цинк. Ученые отмечают, что тяжелые элементы образуются в результате внутренних ядерных реакций во время фазы раздутого красного гиганта.
«Эти тяжелые элементы могут синтезироваться только в экзотических условиях, которые на короткое время возникают внутри умирающих звезд. Присутствие ниобия является указателем этих агоний “смерти” и выброса внутренностей умирающей звезды в космическое пространство».
Николас Стоун, Университет Висконсина в Мэдисоне, через Space
Николас Стоун из отдела астрономии Висконсинского университета в Мадисоне пояснил, что подобное распределение элементов служит четким доказательством медленного захвата нейтронов или s-процесса — ядерных реакций, происходящих внутри умирающей звезды на стадии гиганта. Проведенное сравнение с сотней обычных звезд показало, что количество ниобия здесь более чем в тысячу раз превосходит солнечные показатели.
Полученные данные независимым образом подтвердили и архивные наблюдения выведенного из эксплуатации ультрафиолетового телескопа FUSE, выполнившего 11 декабря 2002 года экспозицию длительностью 4986 секунд с апертурой LWRS в диапазоне 925–1180 ангстрем, который также зафиксировал сильные следы ниобия в системе.
Наблюдения космического аппарата TESS и орбита кандидата в планеты
Чтобы подтвердить природу аномалии, ученые обратились к данным спутника TESS, который вел наблюдения за белым карликом в 2021 и 2023 годах. Фотометрические измерения показали, что яркость звезды регулярно меняется с периодом в 4,399 дня на величину около 0,12%.
Исследователи объясняют изменения присутствием крупного газового гиганта размером с Юпитер, который обращается на очень близком расстоянии от мертвой звезды — примерно в 4 миллионах миль или 6,6 миллионах километров, что значительно ближе орбиты Меркурия.
Из-за столь экстремальной близости мощное жесткое излучение белого карлика, разогретого до температуры около 64 000 градусов по Фаренгейту или 35 500 градусов Цельсия, нагревает планету и испаряет ее атмосферу. Часть этого сброшенного материала выпадает обратно на поверхность звезды, создавая уникальную химическую сигнатуру, которую зафиксировали наземные и космические спектрографы.
Мнения исследователей о редкой космической системе
Одиночные звезды при гибели сбрасывают массу симметрично во всех направлениях, что препятствует образованию стабильного аккреционного диска.
«Планеты второго поколения — это миры, которые формируются из материала, сбрасываемого звездой по мере ее гибели».
Джейми Уильямс, Уорикский университет, через NASA
Ученые подчеркивают, что обнаруженный объект пока остается кандидатом в планеты, требующим дополнительных подтверждений. Однако сама возможность формирования новых миров из звездного пепла меняет представления об эволюции планетных систем.
«Если планета второго поколения там существует, я думаю, она, скорее всего, выживет».
Джейми Уильямс, Уорикский университет, через NASA
Борис Гынзике из Университета Уорика добавил, что система дала жизнь новому миру, используя фундамент старого. Если открытие подтвердится последующими наблюдениями, аналогичные процессы могут происходить и в других звездных системах после гибели звезд, подобных нашему Солнцу.
Читайте также
