Астрономы заподозрили существование ледяного гиганта у белого карлика

Астрономы впервые получили свидетельства возможного существования крупной планеты на орбите вокруг белого карлика. Ученые предполагают наличие объекта по косвенным признакам — звезда окружена газовым диском, состав которого не похож ни на один исследованный ранее, но совпадает с предсказаниями о веществах, содержащихся в недрах планет из класса ледяных гигантов. Изученная система также интересна в контексте звездной эволюции, так как представляет собой один из возможных сценариев будущего Солнечной системы, пишут авторы в журнале Nature.

Белый карлик — это конечная стадия эволюции звезд солнечных масс. Такие светила после исчерпания термоядерного топлива ждет этап значительного расширения, превращения в красного гиганта, а затем сброса существенной части внешних оболочек. В конце этого процесса остается инертное ядро, преимущественно состоящее из углерода и кислорода. Несмотря на отсутствие постоянных внутренних источников тепла, белые карлики могут сохранять высокие температуры на протяжении долгого времени, так как обладают малыми размерами и, следовательно, излучают относительно мало энергии.

На данный момент астрономы затрудняются точно сказать, что происходит с планетной системой после превращения родительской звезды в белого карлика. С одной стороны, расширение и сброс оболочки должно вызвать катастрофические последствия, уничтожая планеты или во всяком случае сводя их с устойчивых орбит. Однако уже получены отдельные наблюдательные указания на наличие планет на близких орбитах у белых карликов. Впрочем, не исключено, что это вторичные планеты, образовавшиеся из сброшенного вещества, а не из исходного протопланетного диска.

Европейские астрономы под руководством Бориса Гензикке (Boris Gänsicke) из Уорикского университета в Великобритании обнаружили новый пример необычного белого карлика. В спектре звезды WD J0914+1914 ученые нашли указания на аккрецию вещества из окружающего светила диска, который состоит из водорода, кислорода и серы. Такое сочетание элементов делает ситуацию исключительной, так как подобного около белых карликов никогда ранее не наблюдали.

Объект был найден при систематическом исследовании около семи тысяч белых карликов, попавших в обзор SDSS. Так как WD J0914+1914 отличался от всех других случаев, то его решили детально изучить при помощи восьмиметрового телескопа VLT в Чили. Это позволило исключить вероятность существования тусклой звезды-компаньона в системе, с которой могло перетекать вещество.

Единственным оставшимся вариантом ученые называют испарения под действием интенсивного ультрафиолетового излучения светила с близкой планеты, подобной Нептуну. В таком случае часть улетучивающегося вещества формирует диск, который постепенно поглощается звездой, а сероводород и вода считаются основными компонентами глубоких слоев планет из класса ледяных гигантов, к которому относятся Нептун и Уран. А вот разрушение каменной землеподобной планеты привело бы к появлению излучения магния, кальция и железа, которых в данном случае не наблюдается.

Если интерпретация авторов верна, то экзопланета у белого карлика движется по орбите с периодом всего около 10 дней, а диск ее испарений простирается до относительно небольших расстояний порядка десяти радиусов Солнца. На таком близком расстоянии от звезды планета точно не могла пережить этап красного гиганта, так как вся эта область находилась внутри поверхности в то время. Астрономы считают, что текущая траектория планеты может объясняться гравитационным взаимодействием с другими крупными планетными телами на окраинах данной системы, в результате которых объект переместился близко к светилу уже после стадии красного гиганта.

Ранее астрономы

пережившее превращение звезды в белый карлик планетное ядро, 

неон в аномальном остывании таких звезд и 

объяснить наличие планеты-гиганта на орбите у звезды в восемь раз легче Солнца.

Тимур Кешелава