«Уэбб» открыл самую холодную из известных экзопланет
Астрономы впервые напрямую подтвердили существование экзопланеты у белого карлика. Новые данные с космического телескопа «Джеймс Уэбб» показали, что планета WD 1856+534 b в созвездии Дракона — газовый гигант с температурой около –87 °C. Это самая холодная экзопланета, которую когда-либо находили ученые. Она находится в так называемой «запретной зоне» своей звезды — небесное тело примерно в 50 раз ближе к светилу, чем Земля к Солнцу.
Планета WD 1856+534 b совершает полный оборот вокруг своего белого карлика примерно за 36 часов. Орбита проходит на расстоянии всего около трех миллионов километров от звезды — для сравнения, Земля находится в 149 миллионах километров от Солнца. Масса холодного газового гиганта не превышает шести масс Юпитера. Система WD 1856+534 находится примерно в 80 световых годах от Земли и может быть почти вдвое старше Солнечной системы — возраст белого карлика и его планеты, по оценкам астрономов, составляет до 10 миллиардов лет.
Экзопланету WD 1856+534 b впервые заметили еще в 2020 году методом транзитной фотометрии — по тому, как она периодически закрывала собой диск белого карлика. Это был первый известный случай транзита планеты у столь маленькой звезды. Однако тогда ученым не хватило данных, чтобы подтвердить, что обнаруженный объект действительно является планетой.
Телескоп «Джеймс Уэбб», который запустили в декабре 2021 года, наконец позволил это сделать. Астрономы направили на систему WD 1856+534 чувствительный прибор MIRI и зафиксировали слабое тепловое излучение, исходящее от самой планеты. По этому излучению исследователи определили температуру WD 1856+534 b и оценили ее максимальную массу. Яркость в инфракрасном диапазоне показала, что объект явно менее тяжелый, чем коричневый карлик.
Прямое наблюдение такой холодной планеты стало возможным благодаря особенностям системы. Белый карлик — очень маленькая и тусклая звезда. На его фоне легче заметить слабое свечение прохладной планеты в инфракрасных лучах. Ранее астрономам не удавалось напрямую увидеть свет экзопланеты холоднее +2 °C — более прохладные миры терялись на фоне сияния своих звезд. В случае WD 1856+534 ситуация иная: белый карлик светит слабо, а телескоп «Уэбб» достаточно чувствителен. Это позволило впервые зарегистрировать инфракрасное излучение от столь холодного и старого газового гиганта.
Белые карлики представляют собой раскаленные ядра звезд, подобных Солнцу, которые прошли фазу красного гиганта. После выгорания топлива такая звезда сбрасывает внешние оболочки, а ее оголившееся ядро остается в виде компактного горячего объекта. Масса типичного белого карлика не превышает 10 Солнц. Он чрезвычайно плотный и постепенно остывает, излучая все меньше света. WD 1856+534 еще меньше своих собратьев: по размеру звезда лишь немного больше Земли, а ее масса равна половине массы Солнца.
Найти планету у белого карлика крайне сложно, потому что во время превращения звезды в красный гигант все близкие планеты оказываются уничтожены или отброшены. Астрономы даже выделяют особую «запретную зону» вокруг белого карлика. Это область, где во время фазы гиганта находилась сама звезда, увеличившаяся до огромных размеров. Считается, что никакая планета не может пережить попадание в эту зону — ее неминуемо поглотит или разорвет умирающая звезда.
WD 1856+534 b, по всей видимости, изначально обращалась далеко от своей звезды и потому избежала уничтожения. Лишь спустя миллиарды лет, когда звезда уже стала белым карликом, эта планета мигрировала на чрезвычайно близкую орбиту. Вероятно, ее подтолкнули к звезде гравитационные взаимодействия с другими объектами системы.
Открытие WD 1856+534 b стало первым прямым подтверждением того, что крупные планеты способны уцелеть после гибели своей звезды и занять стабильную орбиту даже в «запретной зоне». Иными словами, планетная система может пережить катастрофу и реорганизоваться вокруг остывшего звездного ядра. Возможно, в далеком будущем похожая судьба ждет и Юпитер, когда через 5-6 миллиардов лет Солнце превратится в белый карлик.
Исследование провела международная группа астрономов под руководством Мэри Энн Лимбах из Университета Мичигана. В команду вошли специалисты Массачусетского технологического института, Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, Университета Виктории и Техасского университета в Остине.
Наблюдения системы WD 1856+534 показали, на что способен телескоп «Джеймс Уэбб». Он подтвердил существование планеты, которая считалась почти недосягаемой для современных приборов. Астрономы надеются, что с помощью инфракрасных обсерваторий им удастся обнаружить и исследовать больше подобных чудом выживших миров поблизости Солнечной системы.
Самое популярное
