Планета, похожая на Нептун, вращается вокруг звезды в четверть своего размера примерно раз в десять дней, оставляя за собой кометоподобный хвост из газа, состоящего из водорода, кислорода и серы.
Открытие астрономов из физического факультета Уорикского университета и Ядро тысячелетия для формирования планет (NPF) Университета Вальпараисо опубликовано сегодня (4 декабря) в журнале Nature.
Это первое свидетельство существования гигантской планеты, вращающейся вокруг звезды белого карлика, и предполагает, что вокруг таких звезд может быть гораздо больше планет, ожидающих своего открытия.
До сих пор не было доказательств того, что планета пережила переход звезды в белый карлик.
Звезда WDJ0914 + 1914 была идентифицирована в результате обзора десяти тысяч белых карликов, наблюдаемого Sloan Digital Sky Survey.
Ученые из Уорика проанализировали тонкие вариации света, излучаемого системой, чтобы идентифицировать элементы, присутствующие вокруг звезды.
Они обнаружили очень мельчайшие всплески водорода в данных, что само по себе было необычно, а также кислорода и серы, которых они никогда раньше не видели. Используя очень большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили, чтобы получить больше наблюдений за этой звездой, они обнаружили, что формы водородных, кислородных и серных элементов являются типичными индикаторами газового кольца.
Ведущий автор доктор Борис Гаэнсике из Университета Уорика сказал: «Сначала мы думали, что это двойная звезда с аккреционным диском, образованным из массы, текущей между двумя звездами.
Однако наши наблюдения показывают, что это единственный белый карлик с диском вокруг него примерно в десять раз больше нашего Солнца, состоящим исключительно из водорода, кислорода и серы. Такой системы раньше не видели, и мне сразу стало ясно, что это уникальная звезда."
Когда астрономы усреднили все спектры, полученные ими за две ночи в Чили, стало ясно, что WDJ0914 + 1914 аккрецирует серу и кислород с диска.
Анализируя данные, они смогли измерить состав диска и пришли к выводу, что он соответствует ожиданиям ученых для более глубоких слоев ледяных гигантов нашей солнечной системы, Урана и Нептуна.
Доктор Матиас Шрайбер из Университета Вальпараисо с помощью ряда расчетов показал, что горячий белый карлик 28000 градусов Цельсия медленно испаряет этого скрытого ледяного гиганта, бомбардируя его фотонами высокой энергии и втягивая потерянную массу в газовый диск вокруг звезды на скорость более 3000 тонн в секунду.
Доктор Гаенсике сказал: «У этой звезды есть планета, которую мы не можем видеть напрямую, но поскольку звезда такая горячая, она испаряет планету, и мы обнаруживаем атмосферу, которую она теряет. Может быть много более холодных белых карликов, у которых есть планеты, но не хватает фотонов высокой энергии, необходимых для испарения, поэтому мы не сможем найти их тем же методом.
Однако некоторые из этих планет могут быть обнаружены с помощью метода транзита, когда Большой синоптический обзорный телескоп выйдет в небо.
"Это открытие – большой прогресс, потому что за последние два десятилетия у нас появилось все больше свидетельств того, что планетные системы доживают до стадии белых карликов.
Мы видели множество астероидов, комет и других небольших планетных объектов, сталкивающихся с белыми карликами, и для объяснения этих событий требуются более крупные тела планетарной массы, расположенные дальше. Наличие доказательств существования реальной планеты, которая сама была разбросана, – важный шаг."
Доктор Шрайбер добавляет: «В некотором смысле WDJ0914 + 1914 дает нам возможность заглянуть в очень далекое будущее нашей солнечной системы."
Белый карлик, который мы видим сегодня, когда-то был звездой, похожей на Солнце, но в конечном итоге у него закончилось топливо, и он превратился в красного гиганта, размером в несколько сотен раз больше Солнца.
Во время этой фазы своей жизни звезда потеряет около половины своей массы, а то, что осталось, резко уменьшилось, в результате чего размер Земли увеличился – белый карлик, по сути, является выжженным ядром бывшей звезды.
Как ни странно, сегодняшняя орбита планеты вокруг белого карлика была бы глубоко внутри красного гиганта, поэтому рассеяние с некоторыми другими планетами в системе, своего рода космическая игра в пул, переместило его ближе к белому карлику после внешних слоев красного гиганта. были потеряны.
Как только у нашего Солнца заканчивается топливо примерно через 4 часа.Через 5 миллиардов лет он сбросит свои внешние слои, уничтожив Меркурий, Венеру и, возможно, Землю, и в конечном итоге обнажит выжженное ядро - белый карлик. В сопроводительной статье, подготовленной доктором Шрайбером и доктором Гаенсике и опубликованной в Astrophysical Journal Letters, они подробно описывают, как это будет излучать фотоны высокой энергии, достаточные для испарения Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.
Как и в случае с WDJ0914 + 1914, часть этого атмосферного газа окажется на белом карлике, оставленном Солнцем, и будет доступна для наблюдений будущим поколениям инопланетных астрономов.
Астрономы утверждают, что это планетное испарение и последующая аккреция молодыми белыми карликами, вероятно, является относительно обычным процессом и может открыть новое окно для изучения химического состава атмосфер внесолнечных газовых планет-гигантов.
Д-р Шрайбер комментирует: «Мы были ошеломлены, когда поняли, что, наблюдая за горячими белыми карликами, мы потенциально видим сигнатуры из атмосфер внесолнечных планет. Хотя эта гипотеза нуждается в дальнейшем подтверждении, она действительно может открыть двери к пониманию атмосфер внесолнечных планет."