Астрономи відшукали подібну до Юпітера планету, яка обертається навколо білого карлика - зорі на останньому етапі еволюції, у якій зупинилися термоядерні реакції. Так планета, що майже у 1,4 раза більша за Юпітер, мала пережити вибуховий етап еволюції свого сонцеподібного світила через перетворення на червоного гіганта. Знайдена пара допоможе краще спрогнозувати майбутнє і нашої Сонячної системи, повідомляють вчені у Nature.
W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko
Що відшукали астрономи?
Планету MOA-2010-BLG-477Lb вперше виявили у 2010 році за допомогою мікролінзування, спостерігаючи за об'єктом в ближньому інфрачервоному діапазоні з обсерваторії Кека. Завдяки тому, що не доводиться покладатися на світло, метод мікролінзування чутливий до холодних планет аж до земних мас і може досліджувати об'єкти навколо всіх типів зірок, включаючи тьмяних білих карликів. Наприклад, він зміг зафіксувати навіть екзопланету без зірки. Тоді астрономи вважали, що знайшли систему з батьківської зірки з масою 0,15-0,93 сонячної, на орбіті якої обертається планета масою від 0,5 до 2,1 маси Юпітера. Тож за планетою вчені взялися шукати її батьківську зорю.
Перебравши більшість кандидатів, які траплялися на зображеннях Кека, виявилося, що лінза-зірка повинна бути дуже тьмяною та не може бути зіркою головної послідовності. Параметри паралакса мікролінзування дозволили виключити разом із зірками головної послідовності і коричневих карликів, і нейтронні зірки, і чорні діри в якості другого об'єкта в системі, що відсилає вчених до білих карликів, які завершують свій зірковий шлях. Вибірка з 130 білих карликів на зображеннях Кека в межах 20 парсек дала змогу приблизно оцінити масу зорі - вона виявилася розміром всього у 0,53 маси Сонця. Але при цьому зберегла планету-компаньйона масою у 1,43 юпітеріанських на відстані 3,4 астрономічної одиниці від себе та 1,99 кілопарсека від нас.
Як планеті вдалося лишитися поруч з зорею?
Річ у тім, що у зірок надзвичайно вибухова старість, яка позбавляє їх всього оточення. Сонцеподібна зоря із закінченням водню у своїх надрах розширюється, червоніє, стискає своє ядро, стає більш гарячою та починає спалювати гелій, розширюючи свої зовнішні шари - так вона зростає у 10 мільйонів разів більший за свої початкові розміри об'єкт. Про інші варіанти старіння зірок можна почитати у нашому матеріалі «Як довго живуть зірки?». Так-от така сонцеподібна зоря змітає всіх, хто обертався поруч: наприклад, Сонце збільшиться до розмірів орбіти Венери і просто знищить атмосферу Землі. Однак, дослідження показують, що залишки зруйнованих планет і планетезималей з уламків диска можуть пережити вибухову еволюцію своїх зірок-господарів в білі карлики. Так астрономи знаходили кілька непошкоджених планетних тіл навколо білих карликів. Також до карлика згодом може мігрувати якась планета. Моделювання навіть дозволяє планетам розміром з Юпітер навколо зірок сонячної маси уникнути руйнування завдяки сильним припливним силам зірки. Але знайти таких, хто вижив, поки не вдавалося.
Вчені вважають, що цілком ймовірно, що знайдена планета MOA-2010-BLG-477Lb утворилася одночасно з батьківської зіркою і зуміла пережити її еволюцію після сходження з головної послідовності. У рідкісних випадках приливний ефект може майже нейтралізувати ефект втрати маси, залишаючи гігантську планету на орбіті на відстані всього близько двох астрономічних одиниць. Ця система є доказом того, що планети навколо білих карликів можуть пережити гігантські і асимптотичні гігантські фази еволюції своїх господарів, і підтримує пророкування про те, що більше половини сонцеподібних зірок здатні зберегти свої планети. Розташований приблизно на 2 кілопарсеки до центру нашої Галактики, MOA-2010-BLG-477Lb, ймовірно, є аналогом кінцевих стадій Сонця і Юпітера в нашій Сонячній системі.
Також раніше ми розповідали про білих карликів, що можуть містити кору розірваних ними під час старіння планет, про білого карлика розміром з Місяць, що виявився масивнішим за Сонце та обертається кожні 6,9 хвилини, а також про білих карликів, які здатні відстрочувати собі охолодження спалюванням водню зі своєї оболонки.
Оновлено о 19:00: спершу ми назвали відстань між зорею і її планетою як 1,99 кілопарсека, що є помилкою. Відстань між ними астрономи вирахували як 3,4 астрономічної одиниці, а у кілопарсеках зазначена відстань від джерела до лінзи