Планетарные тела впервые обнаружены в обитаемой зоне мертвой звезды

Белые карлики — это тлеющие угли звезд, которые сожгли все свое топливо. Почти все звезды, включая Солнце, со временем станут белыми карликами, но об их планетных системах известно очень мало.

В исследовании, опубликованном в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества, международная группа исследователей измерила свет от белого карлика WD1054–226, используя данные наземных и космических телескопов.

К своему удивлению, они обнаружили выраженные провалы в свете, соответствующие 65 равномерно расположенным облакам планетарного мусора, вращающимся вокруг звезды каждые 25 часов. Исследователи пришли к выводу, что точная регулярность транзитных структур (затемнение света звезды каждые 23 минуты) предполагает, что они удерживаются в таком точном расположении соседней планетой.

Ведущий автор профессор Джей Фарихи сказал: «Астрономы впервые обнаружили какое-либо планетарное тело в обитаемой зоне белого карлика. Обнаруженные нами структуры размером с Луну, неправильной формы и пыльные, а не твердые сферические тела. Их абсолютная регулярность — одно прохождение перед звездой каждые 23 минуты — загадка, которую мы в настоящее время не можем объяснить».

Интересная возможность заключается в том, что эти тела удерживаются на такой равномерной орбитальной схеме из-за гравитационного влияния близлежащей планеты. Без этого влияния трение и столкновения привели бы к смешению структуры, потерю точной регулярности, которая наблюдается. Прецедентом такого «пастырства» является то, как гравитационное притяжение спутников вокруг Нептуна и Сатурна помогает создавать устойчивые кольцевые структуры, вращающиеся вокруг планет.

Для подтверждения присутствия планеты необходимо больше доказательств. Ученые не могут наблюдать планету напрямую, поэтому подтверждение может быть получено путем сравнения компьютерных моделей с дальнейшими наблюдениями за звездой и орбитальным мусором.

Более 95% всех звезд со временем станут белыми карликами. Исключения составляют самые большие звезды, которые взрываются и становятся либо черными дырами, либо нейтронными звездами.

Профессор Фарихи добавил: «Поскольку наше Солнце через несколько миллиардов лет станет белым карликом, исследование позволяет заглянуть в будущее нашей Солнечной системы».

Когда у звезд заканчивается водород, они расширяются и охлаждаются, становясь красными гигантами. Солнце войдет в эту фазу через 4-5 миллиардов лет, поглотив Меркурий, Венеру и, возможно, Землю. После того, как внешнее вещество мягко унесено ветром и водород исчерпан, горячее ядро ??звезды остается, медленно охлаждаясь в течение миллиардов лет — это фаза белого карлика звезды.

Астрономам сложно обнаружить планеты, вращающиеся вокруг белых карликов, потому что звезды намного слабее, чем звезды главной последовательности. До сих пор астрономы нашли только предварительные доказательства того, что газовый гигант (как Юпитер) вращается вокруг белого карлика.

В рамках нового исследования ученые наблюдали за белым карликом WD1054–226, находящимся на расстоянии 117 световых лет, и записывали изменения в его свете в течение 18 ночей с помощью высокоскоростной камеры ULTRACAM, установленной на 3,5-метровом New Technology Telescope (NTT) в обсерватории Ла-Силла в Чили. Чтобы лучше интерпретировать изменения в свете, исследователи также изучили данные со спутника Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), что позволило исследователям подтвердить, что планетарные структуры на 25-часовой орбите.

Они обнаружили, что свет от WD1054–226 всегда был несколько затенен огромными облаками орбитального материала, проходящего перед ним, что предполагает кольцо планетарных обломков, вращающихся вокруг звезды.