Около 5 млрд лет спустя Солнце исчерпает запасы водорода, превратится в красный гигант, а затем сожмется до белого карлика. Долгое время астрономы считали, что для большинства ближайших планет этот процесс станет концом. Однако новые наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) показали: некоторые планеты способны пережить гибель своей звезды. Более того, после этого их история может только начинаться. О том, какое открытие сделали ученые и почему оно позволяет по-новому взглянуть на далекое будущее Солнечной системы, — в материале «Известий».
Мир, переживший гибель своего Солнца
В центре нового исследования оказалась экзопланета WD 1856 b, расположенная примерно в 80 световых годах от Земли. Впервые ее обнаружили еще в 2020 году, однако уже тогда она поставила астрономов в тупик. Газовый гигант размером примерно с Юпитер вращается вокруг белого карлика — плотного ядра звезды, завершившей свою эволюцию. При этом сама планета находится настолько близко к своему светилу, что совершает полный оборот всего за 1,4 суток.
Проблема заключалась в том, что такое расположение казалось невозможным. До превращения в белый карлик звезда должна была пройти стадию красного гиганта, увеличившись почти в 100 раз. На этом этапе она неизбежно поглотила бы все близлежащие планеты. Поэтому ученые пытались понять: как WD 1856 b вообще удалось пережить гибель своей звезды?
Кристофер О’Коннор, астроном из Северо-Западного университета в Иллинойсе и соавтор исследования
Главный вопрос заключается в том, как белый карлик 1856 b оказался там, где он находится сегодня, и есть две теории. Одна из них заключается в том, что планета была поглощена умирающей звездой и сумела выжить внутри. Другая теория состоит в том, что миграция произошла из-за гравитационного воздействия других объектов в системе. Белый карлик является частью тройной звездной системы, и звезды-компаньоны могли повлиять на орбиту белого карлика 1856 b.
Следы катастрофы, сохранившиеся в атмосфере
Чтобы разобраться в истории необычной системы, исследователи использовали возможности космического телескопа JWST. Он позволил впервые подробно изучить атмосферу планеты, определить ее массу и температуру, а также проследить возможную историю ее движения.
Оказалось, что WD 1856 b значительно горячее, чем должна быть планета, освещаемая лишь тусклым белым карликом. Ее температура достигает около +127 градусов по Цельсию, что почти на 240 градусов выше ожидаемой.
Сопоставив полученные данные с моделями охлаждения газовых гигантов, астрономы пришли к выводу, что планета вовсе не находилась рядом со звездой во время ее гибели. Напротив, она обращалась на безопасном расстоянии и лишь спустя 3–5,5 млрд лет после превращения звезды в белый карлик начала постепенно смещаться внутрь системы. Как объяснил О'Коннор, по мере того, как планета двигалась ближе к белому карлику, взаимодействие с его мощным гравитационным полем значительно разогрело ее. С тех пор она постепенно остывает.
Что одна экзопланета рассказала о будущем Солнца
Главная ценность открытия заключается вовсе не в самой WD 1856 b. Эта система фактически стала своеобразной моделью того, что однажды может произойти с нашей собственной звездной системой.
Примерно через 5 млрд лет Солнце тоже превратится в красного гиганта. Почти наверняка будут уничтожены Меркурий и Венера, а судьба Земли до сих пор остается предметом научных споров. Однако гораздо меньше ученые понимали, что произойдет с более далекими планетами — Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном.
Райан Макдональд, ведущий автор исследования из Университета Сент-Эндрюс в Великобритании
Мы привыкли заглядывать в прошлое с помощью телескопов, но это первый раз, когда мы можем заглянуть в будущее и увидеть, что может произойти с внешними планетами вокруг остатка звезды, подобной Солнцу. Это как использовать машину времени, чтобы заглянуть в далекое будущее нашей Солнечной системы.
Кроме того, телескоп JWST впервые обнаружил в атмосфере планеты, обращающейся вокруг белого карлика, метан и мелкие частицы облаков. Это открывает совершенно новое направление исследований: теперь ученые смогут изучать не только сами подобные миры, но и то, как меняются их атмосферы спустя миллиарды лет после смерти родительских звезд.
Не конец, а новое начало
До сих пор считалось, что смерть звезды практически ставит крест на всей ее планетной системе. Однако новое исследование показывает гораздо более сложную картину. Оказывается, некоторые планеты способны не только пережить этот катастрофический этап, но и продолжить эволюцию еще миллиарды лет.
Райан Макдональд
Это только начало нашего исследования планет, вращающихся вокруг мертвых звезд, с помощью телескопа JWST, и поиск других планет, вращающихся вокруг белых карликов, продолжается. Наши результаты показывают, что смерть звезды — это еще не конец: некоторые планеты переживают яркое и насыщенное будущее после смерти своей звезды.
Именно поэтому астрономы считают WD 1856 b не просто необычной экзопланетой, а первым реальным свидетельством того, что планетные системы могут оставаться активными значительно дольше, чем предполагалось ранее. А значит, история звезд и их планет вовсе не заканчивается тогда, когда гаснет само светило.