Астрономы обнаружили первый кандидат в планеты второго поколения, которая могла сформироваться уже после гибели своей звезды — из вещества, выброшенного ею в космос. Объект связан с белым карликом HS 0209+0832, а необычный химический состав его атмосферы указывает на происхождение из материала, переработанного внутри умирающей звезды.

Если гипотеза подтвердится, это будет первый известный пример планеты второго поколения у белого карлика. Ранее подобные миры предполагали обнаружить вокруг пульсаров, однако свидетельств их существования было крайне мало.

Планета, которая появилась после смерти своей звезды

Обычные планеты формируются одновременно со звездой из протопланетного диска — облака газа и пыли, оставшегося после рождения звездной системы. Планеты второго поколения возникают иначе: их строительным материалом становится вещество, выброшенное звездой уже после ее эволюции.

В случае HS 0209+0832 сценарий выглядит особенно необычно. Когда звезда исчерпала запас топлива, ее внешние слои были сброшены, а оставшееся ядро превратилось в белый карлик. Позднее из части выброшенного вещества мог сформироваться новый диск, внутри которого появилась планета-гигант.

Иными словами, речь идет о мире, который мог родиться уже после того, как его звезда перестала существовать в прежнем виде.

Белый карлик выдает планету по ее химическому следу

Главная улика появилась при изучении атмосферы белого карлика. Такие объекты обладают сильной гравитацией и могут поглощать вещество близлежащих планет. Химический состав этого материала затем обнаруживается в атмосфере белого карлика.

Обычно среди таких элементов находят кремний, железо и другие компоненты горных пород. Но HS 0209+0832 оказался необычным.

В его атмосфере обнаружили цинк, медь и особенно большое количество ниобия. Его концентрация более чем в тысячу раз превышает солнечную. Причем ниобий в атмосфере этого белого карлика обнаружили впервые.

Такой набор элементов важен потому, что он связан с s-процессом — цепочкой ядерных реакций, происходящих внутри звезд на поздних стадиях их эволюции и приводящих к образованию тяжелых элементов.

Если планета сформировалась из обычного материала молодой звездной системы, такого химического состава ожидать не следует. Зато он естественно объясняется сценарием, в котором планета появилась из вещества, недавно выброшенного умирающей звездой.

Откуда взялся диск для новой планеты

У этой гипотезы есть серьезная проблема: для формирования планеты необходим диск вещества, а одиночная звезда при потере внешних слоев выбрасывает их примерно во все стороны. Материал просто разлетелся бы в космос, не образовав достаточно плотную структуру, из которой могли бы возникнуть новые планеты.

Исследователи предполагают, что HS 0209+0832 могла иметь звезду-компаньона. Ее гравитация могла перехватить часть выброшенного вещества и удержать его на орбите вокруг системы.

Так мог появиться новый диск, уже обогащенный тяжелыми элементами, созданными внутри погибшей звезды. Из него впоследствии могла сформироваться планета-гигант второго поколения.

Именно сложность такого сценария может объяснять, почему подобные планеты должны встречаться крайне редко.

TESS заметил возможный газовый гигант

Дополнительную улику исследователи получили с помощью космического телескопа NASA TESS. Наблюдения показали слабые периодические изменения яркости системы с периодом около 4,4 дня.

Сигнал согласуется с наличием крупного объекта на очень близкой орбите — предположительно газового гиганта размером примерно с Юпитер.

Если это действительно планета, ее положение объясняет еще одну особенность системы. На таком небольшом расстоянии от белого карлика интенсивное излучение должно постепенно нагревать и разрушать внешние слои атмосферы планеты.

Утекающее вещество может затем падать на белый карлик. Именно этот процесс способен объяснить необычный набор тяжелых элементов, обнаруженный в его атмосфере.

Пока это кандидат, а не окончательно подтвержденная планета

Несмотря на необычное совпадение химических и наблюдательных признаков, исследователи пока говорят о кандидате в планеты второго поколения.

Если дальнейшие наблюдения подтвердят существование объекта и его связь с HS 0209+0832, система станет первым известным примером планеты второго поколения вокруг белого карлика.

При этом сама идея открывает новый способ поиска таких миров. Вместо того чтобы непосредственно наблюдать крайне тусклую планету рядом с ярким или компактным звездным остатком, астрономы могут искать химические следы вещества, которое планета теряет и которое затем попадает на белый карлик.

Если этот метод сработает, в атмосферах других белых карликов могут обнаружиться похожие химические «отпечатки» — своеобразные свидетельства существования планет, родившихся уже после смерти их звезд.