Данные космического телескопа «Хаббл», собранные более четверти века назад, помогли астрономам обнаружить необычные химические следы, которые могут указывать на существование планеты, сформировавшейся после смерти своей звезды. Если гипотеза подтвердится, находка станет первым кандидатом на планету второго поколения у белого карлика — остатка звезды, исчерпавшей свое ядерное топливо.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy. Ученые предполагают, что планета могла возникнуть из вещества, выброшенного звездой на позднем этапе ее эволюции. Это открытие может изменить представления о том, как долго планетные системы способны существовать и появляться заново.

Загадка, скрывавшаяся в архиве «Хаббла»

История открытия началась с наблюдений звезды HS 0209+0832, которые телескоп «Хаббл» провел в 1999 году. В полученных данных исследователи обнаружили около сотни химических признаков, которые тогда не удалось идентифицировать.

Спустя годы астроном Джейми Уильямс, аспирант Университета Уорика в Великобритании и ведущий автор исследования, вернулся к архивным материалам. Используя обновленную базу химических данных, он обнаружил, что многие загадочные признаки соответствуют ниобию — элементу, который ранее не выявляли в других исследованных белых карликах.

Количество ниобия и особенности химического состава системы заставили ученых предположить, что вокруг звезды может находиться планета, сформировавшаяся из вещества, выброшенного при ее угасании. «Хаббл показывает нам то, чего мы прежде не наблюдали в этой системе белого карлика: высокое содержание ниобия», — рассказал Уильямс.

Как появляются планеты второго поколения

Особую роль в исследовании сыграл ниобий. Этот элемент и другие элементы тяжелее железа не образуются в обычных условиях в ядрах звёзд в результате термоядерного синтеза. Для их появления необходимы экстремальные условия, возникающие на определенных этапах звездной эволюции.

По словам теоретического астрофизика Николаса Стоуна из Университета Висконсина в Мэдисоне, присутствие ниобия может указывать на процессы, сопровождающие гибель звезды, и выброс ее вещества в окружающее пространство.

Исследователи предполагают, что часть этого обогащенного тяжелыми элементами материала со временем объединилась в газовую планету. Остальные выброшенные вещества рассеялись, однако планета могла сохраниться.

Газовый гигант рядом с белым карликом

Для проверки гипотезы команда использовала не только архивные наблюдения «Хаббла», но и данные космической обсерватории FUSE, завершившей работу в 2007 году. Они также показали выраженные признаки присутствия ниобия в системе HS 0209+0832.

Дополнительную информацию предоставил спутник NASA TESS, который наблюдал белый карлик в течение четырех месяцев. Прибор зафиксировал периодические изменения яркости, указывающие на возможное обращение планеты вокруг звезды.

Предполагаемая орбита находится примерно в 6 млн километров от белого карлика — значительно ближе, чем орбита Меркурия вокруг Солнца.

По оценкам исследователей, кандидат на планету второго поколения — газовый гигант размером примерно с Юпитер. Сейчас он, вероятно, быстро теряет атмосферу: молодой белый карлик остается очень горячим и излучает энергию, которая может срывать внешние слои планеты.

Учёные допускают, что потерянное вещество образует хвост, напоминающий кометный, а затем формирует диск вокруг белого карлика. Часть материала из этого диска может падать на поверхность звезды. Такой процесс объяснил бы, почему «Хаббл» обнаружил характерные химические признаки при наблюдении за белым карликом.

Может ли планета пережить гибель своей звезды?

Несмотря на потерю вещества, Уильямс считает, что предполагаемая планета может существовать ещ долго. По мере остывания белого карлика условия вокруг него будут меняться, и система сможет перейти в более стабильное состояние.

Исследователь допускает, что со временем планета может оказаться в устойчивой обитаемой зоне звезды на протяжении миллионов лет. Однако это пока предположение: существование самой планеты второго поколения еще предстоит подтвердить, а ее дальнейшая эволюция требует дополнительных исследований.

Ученым необходимо выяснить, как именно такие планеты формируются, насколько часто они встречаются и как меняются их орбиты после превращения звезды в белый карлик. Уильямс планирует продолжить наблюдения с помощью «Хаббла», чтобы собрать больше данных и определить, насколько распространены подобные системы.

Соавтор исследования, астроном Борис Гэнсике из Университета Уорика, подчеркивает, что открытие стало результатом повторного анализа давно известных данных и совместного обсуждения научной проблемы.

Если гипотеза подтвердится, она покажет, что история планетных систем может продолжаться и после гибели породивших их звёзд. Окончание обычного звездного жизненного цикла в таком случае будет означать не только исчезновение прежней системы, но и возможность появления новых миров.