Астрономы обнаружили планету в обитаемой зоне белого карлика

Исследователи из Университетского колледжа Лондона (UCL) обнаружили несколько тел размером с Луну, вращающихся вокруг звезды WD1054-226, белого карлика в нашей галактике, расположенного в 117 световых годах от Земли. Используя транзитный метод, они заметили, что эти орбитальные тела демонстрируют очень высокую степень регулярности движения. Они считают, что этот особенно точный орбитальный рисунок может быть связан с наличием близлежащей планеты в обитаемой зоне звезды.

Когда у звезд с массой в несколько солнечных масс заканчивается водород, они расширяются и становятся красными гигантами; затем постепенно остывают и превращаются в белого карлика, как WD1054-226. Более массивные звезды эволюционируют в сверхновые. Наше Солнце также станет белым карликом через четыре-пять миллиардов лет.

Изучая WD1054-226 с помощью телескопа новых технологий Европейской южной обсерватории, команда из Калифорнийского университета заметила нечто необычное. Несколько небольших планетарных тел неправильной формы вращаются вокруг звезды, затмевая ее свет каждые 23 минуты. Эта закономерность говорит о том, что присутствие планеты удерживает их в точном расположении благодаря своему гравитационному влиянию. "Это первый случай, когда астрономы обнаружили планетарное тело в обитаемой зоне звезды-белого карлика", — сказал профессор Джей Фарихи, астрофизик из Калифорнийского университета и ведущий автор исследования, в котором сообщается об открытии. Однако команда говорит, что для подтверждения этой гипотезы необходимы дополнительные доказательства.

Это первый случай, когда ученые наблюдали планету в обитаемой зоне белого карлика. Только газовый гигант, размером с Юпитер, когда-либо был замечен на орбите другого белого карлика, WD 1856+534.

Малые тела, вращающиеся вокруг WD1054-226, имеют размер Луны, неправильную форму и пыль (как кометы, говорят исследователи). Таким образом, без близкого планетарного влияния трение и столкновения между этими телами, вероятно, привели бы к их рассеиванию. Однако транзитный метод — который косвенно определяет присутствие планеты по периодическим изменениям яркости звезды, которые она вызывает, проходя перед ней — показал, что свет WD1054-226 всегда был относительно затемнен огромными облаками материала, проходящими перед ней, что позволяет предположить, что она окружена кольцом планетарных обломков.

Эти объекты имели период 25 часов. Данные выявили не менее 65 облаков планетарного мусора, равномерно распределенных вокруг звезды, которые уменьшали ее яркость каждые 23 минуты. На данный момент ученые не могут объяснить, почему этот транзит кажется таким регулярным. Наличие близлежащей планеты в зоне обитаемости — где вода может оставаться в жидком состоянии — может быть одной из возможных причин. Действительно, это явление уже наблюдается вокруг Нептуна и Сатурна, чьих спутников достаточно для поддержания стабильных кольцевых структур вокруг этих планет благодаря гравитационному притяжению, которое они оказывают.

Если эта планета действительно существует, то она относительно молода. Исследователи объясняют, что во время фазы "красного гиганта" звезда обязательно "поглощала" все объекты на своей близкой орбите (как наше Солнце почти наверняка сделает это с Меркурием и Венерой, и даже с Землей). "Любая планета, на которой потенциально может находиться вода и, следовательно, жизнь, была бы недавним событием", — заключают исследователи, добавляя, что эта гипотетическая планета может быть пригодна для жизни еще миллиард лет.

Самые массивные звезды заканчивают свою жизнь в виде сверхновых, а затем становятся черными дырами или нейтронными звездами. Но более 95% всех звезд, включая Солнце, со временем превращаются в белые карлики. Таким образом, изучение WD1054-226 - это взгляд в будущее нашей собственной Солнечной системы. После расширения в красный гигант WD1054-226 постепенно потеряла свою внешнюю газовую оболочку; осталось только ее ядро, которое остывает уже миллиарды лет.

Но эти белые карлики, которые до восьми раз меньше своего первоначального размера (когда они были в главной последовательности), очевидно, гораздо менее светящиеся. Это значительно усложняет задачу астрономов по поиску планет, вращающихся вокруг звезд этого типа. Благодаря UTRLACAM - сверхбыстрой камере, установленной на телескопе "New Technology Telescope", которая может делать до 500 снимков в секунду - и данным спутника Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), Фарихи и его команда смогли обнаружить эту потенциальную экзопланету в ходе четырех наблюдательных кампаний (в марте, апреле и мае 2019 года, а затем в феврале-марте 2020 года).

"Возможность существования планеты в обитаемой зоне является захватывающей и одновременно неожиданной", — говорят они. Эта планета находится очень близко к своей звезде, но звезда, поскольку она умирает, выделяет относительно меньше тепла, что приближает зону обитаемости. Таким образом, исследователи выявили мир, который потенциально может быть прибежищем какой-либо формы жизни, что до сих пор представляет большой интерес для всего сообщества астрофизиков. Однако эти первые наблюдения нуждаются в подтверждении. "Поскольку мы не можем наблюдать планету напрямую, подтверждение может прийти от сравнения компьютерных моделей с другими наблюдениями за звездой и орбитальным мусором", — говорит команда.