Белые карлики — компактные остатки звезд, что исчерпали ядерное топливо и сбросили внешние слои. Планеты, которые возникли вместе со светилом из исходного протопланетного диска, условно относят к первому поколению. Часть из них может пережить превращение звезды в белый карлик, а их разрушенные остатки впоследствии насыщают его атмосферу тяжелыми элементами.
Планетами второго поколения называют миры, возникающие уже после того, как звезда сбросила внешние оболочки. При подходящих условиях часть выброшенного вещества может собраться в новый диск, а из него сформируются новые планеты. Именно так, по мнению астрономов, мог появиться объект у HS 0209+0832. Раньше такой сценарий обсуждали лишь в теории: кандидатов в планеты второго поколения у белых карликов прежде не находили.
Сам HS 0209+0832 — молодой и очень горячий белый карлик. Его температура составляет примерно 35 527 градусов Цельсия, а возраст с момента образования — около пяти миллионов лет. Еще в 1999 году космический телескоп «Хаббл» обнаружил в его атмосфере углерод, алюминий, кремний, кальций, титан, никель и цинк. Там же заметили около сотни спектральных линий, которые тогда объяснить не смогли. Было ясно, что белый карлик получает вещество извне, но его источник оставался неизвестным.
Теперь международная исследовательская группа под руководством Джейми Уильямса (Jamie T. Williams) из Уорикского университета (Великобритания) заново изучила архивные наблюдения «Хаббла», Очень большого телескопа (VLT) и космической обсерватории FUSE. При этом химический след падающего на белый карлик вещества был не совсем похож на состав обычных каменистых тел. В его атмосфере выявили следы кремния, никеля, меди, цинка и ниобия, а вот железа там не было.
Это важно: железо и кремний входят в число основных компонентов каменистых миров. Здесь же вещество было сильно обогащено никелем и особенно ниобием. Такой химический состав больше напоминает материал, выброшенный самой звездой на позднем этапе ее жизни.
Особенно интересным оказался ниобий. Этот элемент образуется в стареющих светилах в результате так называемого s-процесса — медленного захвата нейтронов. Перед превращением в белый карлик звезда сбрасывает внешние слои, обогащенные такими элементами. То есть избыток ниобия, а также повышенное содержание никеля, меди и цинка хорошо согласуются с версией, что планета сформировалась из выброшенного звездного вещества.
Еще одну подсказку дали наблюдения космического телескопа TESS. Яркость HS 0209+0832 меняется с периодом около 4,4 суток. Такой сигнал, по расчетам, может создавать газовый гигант, что обращается примерно в шести миллионах километров от белого карлика. Из-за сильного излучения его атмосфера должна постепенно испаряться, а часть потерянного газа — падать на поверхность звезды. Этот материал ученые, судя по всему, и увидели в спектре.
Пока нельзя уверенно назвать объект планетой второго поколения. Изменения яркости могут быть связаны не только с самой планетой, но и с хвостом испаряющегося вещества. Неясно и то, сформировался ли объект целиком заново, или он сохранил ядро более старой планеты, а затем обзавелся новой атмосферой. Тем не менее химический состав делает его первым известным кандидатом такого рода.
Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Astronomy.