Используя Очень Большой Телескоп, исследователям удалось найти доказательства существования гигантской планеты, вращающейся вокруг горячего белого карлика – остатка звезды, подобной Солнцу. Из-за близкого расстояния к звезде экзопланета теряет свою атмосферу в результате чего вокруг звезды образуется газовый диск. Эта уникальная система показывает нам, как может выглядеть наша собственная Солнечная система в отдалённом будущем.
“Это было одно из случайных открытий”, – говорит исследователь Борис Гансике из Университета Уорика в Великобритании, который возглавлял исследование, опубликованное в журнале Nature.
Команда проверила около 7000 белых карликов, данные о которых были получены в ходе программы Sloan Digital Sky Survey, и обнаружила, что один из них не похож на другие. Анализируя тонкие изменения в свете от звезды, исследователям удалось найти следы химических элементов в количествах, которые учёные никогда ранее не наблюдали у белых карликов. Исследователи поняли, что в этой системе должно происходить что-то исключительное, и предположили, что это может быть связано с наличием там планеты.
Чтобы лучше понять свойства этой необычной звезды, названной WDJ0914 + 1914, команда проанализировала её с помощью инструмента X-shooter, который установлен на Очень Большом Телескопе в чилийской пустыне Атакама. Эти и последующие наблюдения подтвердили наличие водорода, кислорода и серы, связанных с белым карликом. Изучив тонкие детали в спектрах, команда обнаружила, что эти элементы находятся в диске газа, которым окружён белый карлик.
Единственный способ получить такой диск – это испарение атмосферы гигантской планеты. Обнаруженные количества водорода, кислорода и серы аналогичны количествам, обнаруженным в глубоких слоях атмосферы ледяных, гигантских планет, таких как Нептун и Уран. Если бы такая планета вращалась рядом с горячим белым карликом, мощное ультрафиолетовое излучение звезды испарило бы её внешние слои, и часть этого очищенного газа закрутилась бы в диск, вокруг белого карлика. Это именно то, что, по мнению учёных, они видят вокруг WDJ0914 + 1914: первая испаряющаяся планета, вращающаяся вокруг белого карлика.
Комбинируя данные наблюдений с теоретическими моделями, команда астрономов из Великобритании, Чили и Германии смогла представить более чёткое изображение этой уникальной системы. Белый карлик маленький и горячий – около 28 000 градусов по Цельсию, что в пять раз выше, чем температура Солнца. Напротив, планета ледяная и большая, по крайней мере, в два раза больше звезды. Один оборот она совершает всего за 10 дней, из-за этого высокоэнергетические фотоны от звезды постепенно уносят атмосферу планеты в космос. Большая часть газа улетучивается, но часть вытягивается в диск, материал в котором испаряется со скоростью 3000 тонн в секунду.
“Это первый случай, когда мы можем измерить количество газов, таких как кислород и сера, в диске, что даёт нам представление о составе атмосферы экзопланеты”, – говорит Одетт Толоза из Университета Уорика.
Звёзды, подобные нашему Солнцу, сжигают водород в своих ядрах большую часть своей жизни. Как только у них заканчивается топливо, они превращаются в красных гигантов, становясь в сотни раз больше и поглощая близлежащие планеты. В случае с Солнечной системой такими планетами окажутся Меркурий, Венера и даже Земля, которые будут поглощены красным гигантом примерно через 5 миллиардов лет. В конце концов, подобные Солнцу звёзды теряют свои внешние слои, оставляя после себя только выгоревшее ядро или белого карлика. Вокруг таких звёздных остатков по-прежнему могут вращаться планеты, и считается, что многие из таких звёздных систем существуют в нашей галактике. Однако до сих пор учёные никогда не находили свидетельств выживания гигантской планеты вокруг белого карлика. Обнаружение экзопланеты на орбите вокруг WDJ0914 + 1914, расположенной на расстоянии около 1500 световых лет в созвездии Рака, может быть первым открытием такого рода.
По словам исследователей, экзопланета находится на расстоянии всего 10 миллионов километров от белого карлика, что всего в 15 раз больше солнечного радиуса.
