Вокруг белого карлика WD 1054-226, находящегося на расстоянии около 117 световых лет от Земли, астрономы заметили 65 равномерно расположенных объектов, которые, скорее всего, являются планетарными обломками. Такое упорядоченное распределение структур, регулярно приглушающих свет умирающей звезды, говорит о наличии массивного объекта, например, планеты, на близлежащей орбите. Более того, потенциальная планета, по мнению ученых, находится в так называемой экосфере вокруг звезды.
Большинство звезд, вступающих в последнюю главу своей жизни, обычно уменьшаются, становятся меньше и медленно меняют цвет. Ранние звезды, заканчивающие свой жизненный цикл, производят немало шума в своем окружении, но как только они сбрасывают свои внешние слои, астрономы называют их белыми карликами. Эти плотные объекты, которые когда-то были звездами, являются остатками звезд среднего размера, таких как наше Солнце.
Используя наземные и космические обсерватории, астрономы Университетского колледжа Лондона проанализировали свет, исходящий от белого карлика WD 1054-226. К своему удивлению, они обнаружили отчетливые провалы в свете, соответствующие 65 равномерно расположенным облакам планетарного мусора, вращающимся вокруг звезды каждые 25 часов. Ученые пришли к выводу, что удивительная регулярность транзитных структур позволяет предположить, что они удерживаются в таком точном соответствии с гравитацией близлежащей планеты, которую ученым не удалось обнаружить.
Результаты наблюдений были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (DOI: 10.1093/mnras/stab3475).
Белые карлики
Ближе к концу своего жизненного цикла звезды, подобные Солнцу, начинают «разбухать». Затем они значительно увеличиваются в размерах. По оценкам астрономов, примерно через четыре миллиарда лет такая судьба постигнет и наше Солнце. Когда он сожжет все топливо в своем ядре и станет красным гигантом, он увеличит свой диаметр настолько, что поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.
Затем, еще через несколько миллиардов лет, звезда сбросит свои внешние слои и превратится в белого карлика, а оставшееся горячее ядро начнет остывать. Этот процесс может занять миллиарды лет.
Эти чрезвычайно плотные звездные остатки все еще испускают тепловое излучение и поэтому видны астрономам. По оценкам, до 97 процентов звезд в Млечном Пути со временем превратятся в белые карлики, включая наше Солнце. Напротив, самые массивные звезды закончат свою жизнь в виде нейтронных звезд или черных дыр.
— Многие считают белые карлики мертвой системой или тупиком, но новые наблюдения говорят о том, что вокруг белых карликов происходит много интересного, говорит Джей Фарихи из Университетского колледжа Лондона.
WD 1054-226
На расстоянии около 117 световых лет от Солнечной системы белый карлик WD 1054-226 окружен космическим мусором, вращающимся с необычной регулярностью. Они проходят на фоне звезды, вызывая провалы в ее яркости каждые 25 часов. Анализ показал, что вокруг звезды вращаются 65 объектов, необычно равномерно расположенных на своих орбитах.
— Структуры, которые проходят перед своей звездой, настолько регулярны, что это не может быть случайностью», — говорит Фарихи. Однако это не означает, что они являются делом рук инопланетян. По мнению ученых, космические структуры содержатся в идеальном порядке благодаря гравитации планетарного тела на близлежащей орбите.
— Если мы правы и это планета, которая вызывает этот лакомый кусочек, то, по моим предположениям, она будет размером примерно с Меркурий или Марс», — объясняет Фарихи. Более того, анализы показывают, что эта потенциальная планета расположена в так называемой экосфере — зоне вокруг звезды, в которой преобладающие условия могут позволить существовать жидкой воде, что, в свою очередь, может способствовать зарождению и росту живых организмов.
Потенциальная экзопланета в экосфере
— Это первый случай, когда астрономы обнаружили любой тип планетарного тела, расположенного в экосфере белого карлика. Наблюдаемые нами структуры выглядят нерегулярными и пыльными (это могут быть, например, кометы) и не являются твердыми сферическими телами. Их абсолютная регулярность — это загадка, которую мы не можем объяснить в настоящее время. Захватывающая возможность заключается в том, что эти тела удерживаются на такой равномерно распределенной орбите благодаря гравитационному влиянию близлежащей планеты. Без этого влияния трение и столкновения привели бы к тому, что структуры рассеялись бы и потеряли ту регулярность, которую мы наблюдаем, указывает Фарихи.
— Возможность наличия планеты в обитаемой зоне является захватывающей и неожиданной, и мы не искали ее. Однако важно отметить, что для подтверждения присутствия планеты необходимы дополнительные доказательства. Мы не можем наблюдать планету напрямую, поэтому подтверждение может прийти путем сравнения компьютерных моделей с дальнейшими наблюдениями за звездой и орбитальным мусором, добавляет ученый.
Учитывая, что через несколько миллиардов лет Солнце также станет белым карликом, подобные исследования позволяют понять, как может выглядеть наша Солнечная система в далеком будущем. Дав волю своему воображению, исследователи решили, что система, существовавшая вокруг WD 1054-226, была уничтожена, когда звезда расширилась до состояния красного гиганта, поэтому планета, которая потенциально может иметь жидкую воду и, следовательно, благоприятствовать развитию жизни, появилась совсем недавно. Ученые подсчитали, что орбита потенциальной планеты, вращающейся вокруг WD 1054-226, может быть благоприятной для жизни в течение как минимум двух миллиардов лет.
Планеты, вращающиеся вокруг белых карликов, представляют собой сложную задачу для астрономов, поскольку эти объекты намного слабее звезд главной последовательности, таких как Солнце. По сравнению с такой звездой, экосфера белого карлика находится гораздо ближе к звезде и гораздо меньше, потому что белые карлики излучают меньше света и, следовательно, тепла.
Ученые подсчитали, что орбитальные объекты находятся на расстоянии около 2,6 миллиона километров от звезды — это примерно 4 процента от расстояния между Меркурием и Солнцем. По оценкам, их температура составляет около 50 градусов Цельсия. Это означает, что если там есть планета, то температура на ней может быть подходящей для возникновения океанов и, возможно, даже жизни.
Источник: Университетский колледж Лондона, New Scientist, фото Mark A. Garlick / markgarlick.com
