Обычно, глядя в телескоп, мы заглядываем в прошлое. Но «Джеймс Уэбб» на этот раз работает иначе.
Ученые заглянули вперед, примерно на шесть миллиардов лет в будущее. Они сделали это, изучая странную газовую гигантскую экзопланету, вращающуюся вокруг мертвой звезды. Планета называется WD 1856 b. Её хозяин — белый карлик WD 1856+524 — находится на расстоянии 80 световых лет. Это то, что осталось от звезды, подобной нашему Солнцу, спустя долгое время после того, как её пламя погасло.
Это дает нам представление о конце Земли. Или, точнее, о нашем выживании.
Наше Солнце не будет спокойным вечно. Оно раздуется до размеров красного гиганта, поглотив Меркурий, Венеру и, вероятно, Землю. Оно сбросит свои внешние оболочки, оставив после себя тот же тлеющий ядро, которое мы видим в этой далекой системе. А как насчет внешних планет? Юпитер. Сатурн. Они, возможно, останутся. Просто они будут выглядеть совсем иначе.
Выживший
На первый взгляд WD 1856 b не имеет смысла. Её размер соответствует Юпитеру. Она вращается вокруг звезды размером с Землю.
Планета в семь раз больше объекта, вокруг которого она обращается. На полный оборот ей уходит 1,4 дня, а орбита составляет всего 2% от размера нашей орбиты. Она должна быть мертва. Звезды взрываются, планеты поглощаются ими. Как эта газовая гигантская планета сохраняется, находясь так близко и оставаясь целой?
Впервые её обнаружили в 2020 году с помощью космического телескопа TESS и спутника Spitzer. Это была первая полноценно обнаруженная планета вблизи белого карлика. Теперь, с помощью «Джеймса Уэбба», исследователи из Университета Сент-Эндрюса измерили её массу и атмосферу. Они ожидали холода.
Она горячее, чем предсказывали законы физики.
260 градусов по Фаренгейту. Это 127 градусов Цельсия. Если бы планета полагалась исключительно на слабый свет своей мертвой родительской звезды, WD 1856 b должна быть примерно на 240 градусов холоднее. Откуда же берется тепло?
Откуда берется жара?
Существовало две теории о том, как планета оказалась здесь.
Первая: она пережила разрушение. Поглотившись расширяющимся красным гигантом, она выжила, пройдя через внутренности умирающего солнца, и вышла с другой стороны.
Вторая: она переместилась. Гравитация сделала своё дело. Белый карлик находится в тройной звездной системе. Компаньоны тянули, подталкивали и «швырнули» WD 1856 внутрь во время или после коллапса звезды.
Температура разрешила спор.
Команда Райана Макдоналда смоделировала историю охлаждения планеты массой от четырех до одиннадцати масс Юпитера. Если бы WD 1856 b прошла сквозь звезду, внутреннее нагревание было бы значительным и сегодня. Но это не так.
Звезда-хозяин стала белым карликом за 3–5,5 миллиардов лет до того, как сгенерировалось это текущее тепло. Это значит, что планета находилась снаружи, когда горел красный гигант. Она не была внутри.
«Наши результаты показывают, что смерть звезды — это не конец: некоторые планеты переживают яркую и оживленную жизнь после гибели своей звезды». — Райан Макдоналд, Университет Сент-Эндрюс.
Кристофер О’Коннор из Северо-Западного университета формулирует это лучше: когда планета мигрировала внутрь, трение с гравитацией нагрело её. С тех пор она охлаждается. Планета не родилась рядом с белым карликом. Её переместили.
Мигание во времени
Почему это важно? Потому что нам нужно знать, как планеты выживают при насильственной гибели звезд.
Это также демонстрирует реальные возможности Космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Белые карлики тусклые. Этот конкретный? Бледно виден человеческому глазу без помощи приборов. И транзит — момент, когда планета затмевает свет звезды, — длится всего 8 минут.
«Это так: моргнешь — и пропустишь». — Виктория Бём, Корнеллский университет.
Уловить достаточно света в течение этого крошечного окна требует инструмента, способного видеть в темноте быстрее, чем почти любой другой аппарат в космосе. Никто другой не смог бы получить спектр газового гиганта, вращающегося вокруг такого тусклого остатка.
Это предполагает, что наша Солнечная система не погаснет тихо. Внешние гиганты дрейфуют внутрь, обожженные коллапсом, а затем медленно, терпеливо охлаждаются.
Мы еще не закончили работу с данными. Поиск других планет, вращающихся вокруг мертвых солнц, только начинается. Будущее выглядит странным, тихим и слегка горячим.
