Астрономы разрешили Земле пережить превращение Солнца в красного гиганта

Астрономы благодаря гравитационному микролинзированию отыскали систему из белого карлика, кандидата в экзопланету земной группы и коричневого карлика. Наличие экзопланеты в такой системе говорит в пользу идеи о том, что Земля может пережить расширение Солнца во время фазы красного гиганта и увеличит свою орбиту. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

События микролинзирования играют для астрофизиков и планетологов важную роль, позволяя обнаруживать экзопланеты (особенно лишенные родительских звезд), коричневые карлики, неактивные компактные объекты, например черные дыры. Они описываются в рамках Общей теории относительности и возникают, когда относительно массивный объект, выступающий в роли линзы, проходит между фоновой звездой и наблюдателем, из-за чего траектории движения фотонов от звезды будут искривляться гравитационным полем объекта и на некоторое время видимая яркость звезды увеличится.

Группа астрономов во главе с Чжан Кэмином (Keming Zhang) из Калифорнийского университета в Сан-Диего представила результаты анализа обнаруженного наземной системой телескопов KMTNet события микролинзирования KMT-2020-BLG-0414, которое демонстрировало пик яркости 11 июля 2020 года. Наблюдения за событием велись около двух месяцев. Дополнительные наблюдения за целью были проведены обсерваторией Кека в 2023 году. Кроме того, использовались также архивные данные наблюдений телескопа CFHT и системы OGLE.

В качестве источника излучения выступала звезда Млечного Пути, удаленная на 25 тысяч световых лет от Солнца. Модель объекта-линзы, которая позволяет хорошо описать наблюдаемые кривые блеска звезды и согласуется с данными других телескопов, содержит белый карлик с массой не менее 0,45 массы Солнца, который мог возникнуть из родительской звезды с массой около одной или двух масс Солнца после стадии красного гиганта, а также кандидата в экзопланету с массой 1,7–1,9 массы Земли, которая может быть скалистой и находиться на расстоянии около 2,1 астрономической единицы от карлика на орбите с малым эксцентриситетом и большим наклонением. Альтернативная идея заключается в широкой орбите экзопланеты с длиной большой полуоси более десяти астрономических единиц, которая видна почти с ребра. Система удалена от нас на четыре тысячи световых лет.

В систему также входит коричневый карлик, который может быть на очень короткой (около 0,2 астрономической единицы) или широкой (около 20 астрономических единиц) орбите, причем версия широкой орбиты предпочтительнее.

В целом, эволюционная модель, где и экзопланета, и коричневый карлик избежали взаимодействия с родительской звездой белого карлика в ходе ее превращения в красного гиганта и увеличили свои орбиты, выглядит наиболее предпочтительным сценарием, объясняющим существование такой системы. Это вновь поднимает проблему судьбы Земли после превращения Солнца в красного гиганта. Венера, скорее всего, будет поглощена Солнцем, Марс может выжить, а наблюдения за белыми карликами пока что выявляли лишь планеты-гиганты. Земля может быть тоже поглощена Солнцем, однако может и выжить, увеличив орбиту в два раза. Экзопланета в системе KMT-2020-BLG-0414 выглядит интересным подтверждением этой идеи.

Не всегда обнаруживаемые методом микролинзирования экзопланеты действительно оказываются ими, а не другим явлением, например звездной вспышкой.