Астрономы подтвердили существование ледяной экзопланеты у белого карлика

Хотя масса WD 1856+534 b не превышает шести масс Юпитера и по размеру эта экзопланета сопоставима с ним, она долго оставалась практически незаметной для наблюдательных миссий. Ее присутствие вокруг белого карлика WD 1856+534 впервые заподозрили в 2020 году по транзиту — краткому затемнению звезды, которое повторяется каждые 1,4 суток и наполовину снижает яркость светила. 

Тогда астрономы не могли с уверенностью сказать, что обнаружили экзопланету, а не маломассивный коричневый карлик. Такие объекты встречаются в том числе в двойных системах с белыми карликами, где оба тела гравитационно связаны и вращаются по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс. 

Теперь, воспользовавшись установленным на борту космического телескопа «Джеймс Уэбб» инфракрасным спектрометром MIRI, астрономы под руководством Мэри Энн Лимбах (Mary Anne Limbach) из Мичиганского университета (США) подтвердили статус WD 1856+534 b как экзопланеты: высокая чувствительность MIRI позволила зафиксировать слабое излучение от объекта, смешанное с тусклым светом белого карлика. 

Сравнив измеренный спектр с компьютерной моделью светила, астрономы выделили избыточный инфракрасный сигнал, который не мог исходить ни от пылевого диска, ни от второго источника в поле зрения. Это стало ключевым доказательством существования экзопланеты, а также позволило определить температуру ее атмосферы, которая составила  минус 87 °C (ниже 200 Кельвинов). 

Открытие делает WD 1856+534 b уникальным звеном между уже известными горячими экзопланетами и холодными гигантами Солнечной системы: этот мир теплее Юпитера всего на 60 °C и значительно холоднее всех ранее зафиксированных экзопланет. 

Астрономы также заключили, что WD 1856+534 b расположена в «запретной зоне» — области, в которой красные гиганты (стареющие светила, сильно увеличившиеся в размерах) должны уничтожать все объекты поблизости, однако экзопланета смогла уцелеть. Исследователи предположили, что сначала газовый гигант находился далеко, а ближе к родительской звезде его «притянуло» гравитационное взаимодействие с другими телами, например соседними планетами или светилами. 

Поскольку сам по себе белый карлик значительно тусклее обычной звезды, он не «перекрикивает» слабое излучение планеты, обращающейся всего в трех миллионах километрах от него, что в 20 раз ближе, чем Меркурий к Солнцу. Текст научной работы представлен на сервере препринтов Корнеллского университета.  

Хотя этот ледяный мир — не место для жизни, по крайней мере в привычном нам виде, сама возможность существования стабильных планетных орбит рядом с белыми карликами вдохновляет на дальнейшие исследования: если экзопланета с подходящими для жизни условиями после гибели родительской звезды окажется в нужной орбите, у нее будет шанс сохранить атмосферу и даже воду. 

Авторы нового исследования продолжат наблюдения за WD 1856+534 b с помощью «Уэбба» чтобы получить больше данных об атмосфере газового гиганта и выяснить, есть ли в системе другие тела, способные повлиять на его орбиту. В 2024 году, анализируя данные телескопа TESS, другая группа астрономов выдвинула гипотезу, согласно которой рождение WD 1856+534 b могло быть связано с гибелью звезды — компаньона белого карлика. Подробнее об этом Naked Science рассказывал ранее.