Астрономы обнаружили кандидата во второе поколение экзопланет у белого карлика HS 0209+0832, находящегося примерно в 270 световых годах от Земли. Исследование архивных данных телескопа «Хаббл» показало присутствие ниобия и других тяжелых элементов, указывающих на то, что планета сформировалась из материала разрушенной звезды.
Телескоп «Хаббл» раскрывает белый карлик HS 0209+0832
Детальный анализ старых записей космического телескопа NASA Hubble Space Telescope позволил астрономам разрешить давнюю научную загадку. Исследователи обнаружили химические следы, указывающие на присутствие экзопланеты второго поколения вокруг белого карлика HS 0209+0832. Белые карлики представляют собой плотные ядра звезд малой массы, исчерпавших ядерное топливо и сбросивших внешние оболочки в космическое пространство.
Когда обсерватория исследовала эту звезду еще в 1999 году, ученые зафиксировали около ста спектральных особенностей, которые долгое время оставались неидентифицированными. Аспирант и ведущий автор исследования из Уорикского университета Джейми Уильямс обратился к архивным записям, вооружившись обновленной базой данных.
Ему удалось установить, что зафиксированные линии поглощения света соответствуют ниобию.
В ходе работы исследователи использовали УФ-спектрограф STIS, работающий на космическом телескопе «Хаббл».
Сигнатуры ниобия указывают на рождение планеты из звездного праха
Концентрация ниобия в системе более чем в 1 000 раз превышает показатели Солнца, что указывает на протекание реакций так называемого s-процесса. Присутствие ниобия в звездной атмосфере привлекло внимание исследователей, поскольку этот металл и другие элементы тяжелее железа не образуются в ходе обычного термоядерного синтеза в ядрах стандартных звезд. Как пояснил теоретик-астрофизик Николас Стоун из Висконсинского университета в Мэдисоне, подобные тяжелые элементы синтезируются в экстремальных условиях во время предсмертных агоний светила.
Джейми Уильямс заявил: «Планеты второго поколения — это миры, которые формируются из материала, сбрасываемого звездой по мере ее гибели. Они невероятно редки, и обнаружение такого объекта у белого карлика оказалось совершенно неожиданным. Это отчасти напоминает поиски планеты, которая возродилась из пепла той самой звезды, вокруг которой она когда-то обращалась».
Сопоставление химического состава показало отсутствие совпадений с любыми метеоритами Солнечной системы.
Кроме того, исследование охватило анализ дополнительных элементов, включая цинк, медь, кальций и никель, что позволило выявить уникальные закономерности распределения химических элементов в атмосфере небесного тела.
Данные телескопа TESS фиксируют орбитальный период газового гиганта
Космический телескоп TESS проводил наблюдения за белым карликом в течение четырех месяцев, фиксируя периодические колебания яркости звезды с периодом 4,399 ± 0.026 дня, свидетельствующие о том, что вокруг нее обращается крупное тело.
Расчеты показывают, что кандидат во второе поколение экзопланет представляет собой газовый гигант размером с Юпитер. Объект находится на расстоянии около 3,7 миллиона миль (6 миллионов километров) от звезды. Из-за столь близкого расположения экстремальное тепло белого карлика интенсивно испаряет его атмосферу, создавая шлейф, который оседает обратно на поверхность звезды и формирует наблюдаемый химический спектр.
Белый карлик HS 0209+0832 характеризуется температурой поверхности около 35 000 °C, а возраст самого объекта оценивается примерно в 5 миллионов лет.
Наблюдения за системой HS 0209+0832 продолжаются
Б. Т. Гензике из Уорикского университета отметил важность открытия для понимания эволюции космических систем. По его словам, обнаруженный объект сформировался не из межзвездного вещества и не уцелел с момента рождения системы, а буквально собран из материи, выброшенной собственной звездой во время ее гибели.
Команда ученых планирует использовать телескоп «Хаббл» в течение следующих нескольких лет, чтобы детальнее изучить механизмы формирования подобных редких объектов и выяснить, насколько распространенными могут быть планеты второго поколения у остывающих звездных остатков.
Т. Уильямса, Б. Т. Гензике, Н. К. Стоуна и других участников исследовательской группы.
Авторы исследования отмечают, что для формирования диска материала, необходимого для рождения подобной планеты, системе HS 0209+0832 потребовалась звезда-компаньон, которая способна была удержать выброшенное вещество на орбите, не давая ему полностью рассеяться в пространстве.
Полученные результаты открывают новые пути для поиска аналогичных возрожденных миров путем анализа углеродных сигнатур и тяжелых элементов в спектрах излучения других остывающих звездных остатков по всей Вселенной.
Ученые подчеркивают, что стабильное нахождение планеты на близкой орбите в будущем, по мере остывания белого карлика и стабилизации его температуры, позволит объекту находиться в зоне обитаемости на протяжении многих миллионов лет.
Специалисты продолжают обработку поступающих данных, сопоставляя параметры фотометрии Pan-STARRS и параллакса Gaia с новыми атмосферными моделями, чтобы окончательно подтвердить все детали уникальной аккреционной системы.
Предыдущие исследования команды, включая открытие экзопланеты у белого карлика WDJ0914+1914 в 2019 году, заложили основу для текущих достижений в области изучения планетных систем вокруг звездных остатков.
Сотрудники Уорикского университета и партнеры проекта продолжают анализировать архивные спектры высокого разрешения, расширяя представления научного сообщества о циклах эволюции материи в космосе.
В официальных материалах отмечается, что миссия космического телескопа «Хаббл» управляется Центром космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, при поддержке компании Lockheed Martin Space и Института космических телескопов в Балтиморе.
Масштабное международное исследование объединило ведущих астрофизиков из различных академических институтов Великобритании, США и других стран для детального изучения процессов звездной и планетарной трансформации.
Дальнейшие спектроскопические проверки позволят точнее оценить скорость выпадения вещества из газового шлейфа планетного кандидата на поверхность белого карлика.
Все собранные данные подтверждают высокую жизнеспособность моделей радиационной поддержки и атмосферного переноса элементов в экстремальных условиях белых карликов.
Обнаружение HS 0209+0832 ставит новые вопросы перед теоретиками, занимающимися моделированием поздних стадий эволюции планетных систем после гибели солнцеподобных звезд.
Продолжение темы
