Астрономы, вернувшиеся к наблюдениям, сделанным десятилетия назад с помощью космического телескопа «Хаббл» NASA, обнаружили новую зацепку в давнем «холодном деле». Согласно исследованию, опубликованному 5 октября в журнале Nature Astronomy, необычная химическая сигнатура указывает на то, что белый карлик HS 0209+0832 может быть домом для планеты второго поколения.
Белый карлик — это оставшееся ядро звезды малой массы, исчерпавшей ядерное топливо и сбросившей внешние слои газа и пыли в космос. В отличие от обычных планет, формирующихся вместе с молодыми звёздами, планета второго поколения образуется позже из материала, выброшенного умирающей звездой.
«Вместо того чтобы считать стадию белого карлика своего рода эпилогом истории звезды и её планет, это исследование указывает на то, что знакомые нам системы — лишь первая глава потенциально гораздо более длинного повествования, в котором появляются новые персонажи. Это действительно захватывающая перспектива», — сказал Джейми Уильямс, астроном и ведущий автор исследования, докторант Уорикского университета в Великобритании.
Земля и другие миры нашей Солнечной системы — планеты первого поколения. Они сформировались из материала, оставшегося после рождения Солнца.
«Хаббл» обнаружил странную сигнатуру ниобия
«То, что "Хаббл" показывает нам в этой системе белого карлика, — нечто, чего мы раньше не видели: высокое содержание элемента ниобия, сигнатура которого была мне незнакома, когда я впервые обнаружил её в архивных данных», — сказал Уильямс.
«Хаббл» наблюдал HS 0209+0832 в 1999 году, но тогда учёные не смогли идентифицировать около 100 химических особенностей в данных. Уильямс вернулся к тем наблюдениям, используя обновлённую химическую базу данных, и обнаружил, что ниобий объясняет многие из ранее необъяснённых сигнатур.
Ниобий присутствует в нашей Солнечной системе и используется на Земле в таких применениях, как ювелирные изделия и медицинские визуализационные устройства. Но Уильямс сказал, что необычно большое количество, обнаруженное в системе HS 0209+0832, указывает на совершенно иное происхождение. Вместо того чтобы происходить из материала, связанного с рождением звезды, он может отслеживать вещество, выброшенное во время смерти звезды.
«Ниобий и другие элементы тяжелее железа астрономически особенны, потому что, в отличие от многих распространённых элементов, они не образуются в ядрах звёзд путём термоядерного синтеза», — сказал Николас Стоун, теоретический астрофизик из Висконсинского университета в Мэдисоне и член исследовательской группы. «Вместо этого эти тяжёлые элементы могут синтезироваться только в экзотических условиях, которые ненадолго возникают внутри умирающих звёзд. Присутствие ниобия — это указатель на эти предсмертные муки и выброс внутренностей умирающей звезды в космос».
Исследователи предполагают, что после того, как звезда выбросила этот химически обогащённый материал, часть его собралась вместе и в конечном итоге образовала газовый гигант. Большая часть оставшегося материала давно рассеялась бы в космосе, а планета осталась бы на орбите.
«Когда Джейми спросил меня о ниобии в связи с этим исследованием, я был поистине ошеломлён, поскольку этот элемент не был зарегистрирован ни в одном другом проанализированном белом карлике на сегодняшний день. Как только мы поняли, что он там есть, всё встало на свои места», — сказал астроном и соавтор исследования Борис Генсике, также из Уорикского университета.
Несколько миссий NASA подтверждают зацепку
Команда проверила результат «Хаббла» на соответствие наблюдениям завершённой миссии NASA FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer). Эти данные также выявили сильные сигнатуры ниобия в системе HS 0209+0832.
Спутник NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) предоставил ещё одно важное доказательство. TESS наблюдал за белым карликом в течение четырёх месяцев и обнаружил повторяющиеся изменения яркости. Эти вариации указывают на то, что планета может обращаться примерно в 6 миллионах километров от звезды — гораздо ближе, чем Меркурий к Солнцу.
Исследователи оценивают, что планета-кандидат — это газовый гигант размером примерно с Юпитер. Она также, по-видимому, быстро теряет свою атмосферу.
Поскольку этот белый карлик сформировался относительно недавно, он остаётся чрезвычайно горячим. Интенсивная энергия, исходящая от звёздного остатка, вероятно, срывает материал с внешней атмосферы планеты. Этот улетучивающийся газ мог создать хвост, подобный кометному, причём часть материала образует диск вокруг белого карлика, прежде чем упасть на его поверхность. Такой процесс мог бы объяснить, почему «Хаббл» обнаружил ниобий при наблюдении за звездой.
Даже при продолжающейся потере атмосферы Уильямс не ожидает, что возможная планета исчезнет быстро.
«Если планета второго поколения там есть, я думаю, она, скорее всего, выживет. В конце концов белый карлик остынет и затем будет поддерживать постоянную температуру, а планета окажется в его стабильной обитаемой зоне на миллионы лет», — сказал Уильямс.
Поиск планет, рождённых после смерти звезды
Остаётся много вопросов о подобных системах, включая то, как формируются планеты второго поколения, распространены ли они или исключительно редки, и как они меняются, обращаясь вокруг «мёртвой» звезды. Уильямс планирует продолжать использовать «Хаббл» в течение следующих нескольких лет, чтобы исследовать эти вопросы и собрать достаточно наблюдений для начала построения значимой статистики об этом необычном классе небесных объектов.
Уильямс добавил, что предстоит ещё много работы, чтобы понять такие типы систем — как формируются планеты второго поколения, насколько они распространены или редки, и как они эволюционируют на орбите вокруг «мёртвой» звезды. Он будет использовать «Хаббл» для изучения этих вопросов в течение следующих нескольких лет, надеясь накопить существенные данные и статистику об этих новых типах небесных тел.
«Я думаю, это исследование — важный пример того, что научное открытие не является прямым путём», — сказал Генсике. «Часто нужен тот волшебный момент, когда люди обсуждают волнующие их большие вопросы и понимают, что вместе они могут найти неожиданные ответы».
Источники:
sciencedaily.com
Jamie T. Williams, Boris T. Gänsicke, Nicholas C. Stone, Detlev Koester, Benjamin D. R. Davies, Christopher Tong, David J. Wilson, Snehalata Sahu, Andrew Swan, Thomas G. Beatty, Sergio H. Ramírez, Tim Cunningham, Knox S. Long. Discovery of a second-generation planet candidate accreting onto a white dwarf. Nature Astronomy, 2026; DOI: 10.1038/s41550-026-02983-7
Комментарии