Международная группа астрофизиков под руководством исследователей из Уорикского университета зафиксировала убедительные свидетельства существования планеты второго поколения у белого карлика HS 0209+0832. Анализ архивных спектроскопических данных космического телескопа Hubble и миссий FUSE и TESS выявил экстремальный избыток ниобия в атмосфере мертвого светила, превышающий уровень нашего Солнца более чем в тысячу раз. Открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, впервые подтверждает, что планетные системы способны повторно конденсироваться из звездных останков уже после завершения термоядерной жизни солнцеподобной звезды.
Аномальный спектр и след погибшей оболочки
Белый карлик HS 0209+0832 расположен примерно в 270 световых годах от Земли в созвездии Кита. Внимание астрономов привлекла необычная металличность его атмосферы: помимо кремния, алюминия, титана, меди и цинка спектрометры зарегистрировали колоссальное количество ниобия. Этот редкоземельный металл послужил главным индикатором уникального процесса, поскольку он практически не встречается в таких концентрациях в исходном протопланетном материале звезд главной последовательности.
Моделирование показало, что химический состав звездной фотосферы непрерывно пополняется за счет гравитационной аккреции вещества газового гиганта, обращающегося вокруг белого карлика по экстремально тесной орбите с периодом всего 4,4 дня. Экзопланета находится на расстоянии около 2,7 миллиона километров от звездного остатка. Расчеты показывают, что она сформировалась не вместе с родительской звездой миллиарды лет назад, а родилась заново из околозвездного диска, возникшего при сбросе внешних слоев умирающего светила.
Ядерная физика звездного эпилога
Элементы тяжелее железа не могут синтезироваться в недрах звезд в ходе стандартных термоядерных реакций. Ниобий и сопутствующие тяжелые изотопы рождаются в экстремальных условиях так называемого s-процесса, или медленного захвата нейтронов, который протекает на финальных стадиях эволюции звезд промежуточной массы перед сбросом планетарной туманности.
В процессе пульсаций красного гиганта свободные нейтроны последовательно захватываются ядрами железа и кремния, создавая тяжелые стабильные элементы. Когда звезда сбрасывает оболочку, обогащенный материал формирует плотный диск вокруг новорожденного белого карлика. Обнаруженный газовый гигант сконденсировался именно из этого вещества, запечатлев в себе химическую летопись звездной гибели.
Долговечность экзопланетных миров
Открытие принципиально меняет представления о финале планетных систем. Если при коллапсе звезды сформировался газовый гигант, то аналогичный механизм аккреции тяжелых элементов способен порождать и каменистые миры второго поколения.
Остывание белого карлика занимает десятки миллиардов лет, что обеспечивает длительную тепловую стабильность на близких расстояниях. Теоретическая землеподобная планета на компактной орбите могла бы находиться в зоне обитаемости значительно дольше, чем существует наша собственная планета. Тем не менее, возникновение органической жизни в таком окружении осложняется жестким ультрафиолетовым излучением на ранних стадиях остывания ядра и дефицитом первичных летучих соединений.
Перспективы открытия
Наблюдение за HS 0209+0832 доказывает, что гибель солнцеподобной звезды не ставит окончательную точку в истории ее системы. Этот феномен позволяет взглянуть на далекое будущее нашей Солнечной системы, когда после фазы красного гиганта выброшенное Солнцем вещество сможет послужить строительным материалом для новых экзопланет. Масштабный спектроскопический скрининг горячих белых карликов с помощью Hubble и строящихся инфракрасных обсерваторий покажет, насколько распространен вторичный планетогенез в масштабах Млечного Пути.
Не забудьте подписаться на наши каналы Дзен, Telegram и ВК.
Мы всегда рады видеть вас среди наших читателей и подписчиков SpaceDiscover!
