Обнаружена планета, уцелевшая после гибели своей звезды. Что она говорит нам о конце Солнечной системы?

Как погибнет Солнечная система? Это чрезвычайно важный вопрос, над которым много размышляли исследователи, используя знания физики для создания сложных теоретических моделей. Мы знаем, что Солнце в конечном итоге станет «белым карликом», сгоревшим звездным остатком, тусклый свет которого постепенно исчезает, переходя во тьму. Это преобразование будет включать насильственный процесс, который уничтожит неизвестное количество планет.

Итак, какие планеты переживут смерть Солнца? Один из способов найти ответ – посмотреть на судьбы других подобных планетных систем. Однако это оказалось трудным. Слабое излучение белых карликов затрудняет обнаружение экзопланет (планет вокруг звезд, отличных от нашего Солнца), которые пережили эту звездную трансформацию – они буквально находятся в темноте. Фактически, из более чем 4500 известных в настоящее время экзопланет лишь несколько были обнаружены вокруг белых карликов – и расположение этих планет предполагает, что они прибыли туда после смерти звезды.

Фото: https://hightech.fm/

Этот недостаток данных рисует неполную картину судьбы нашей планеты. К счастью, сейчас мы заполняем пробелы. В новой статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи сообщают об открытии первой известной экзопланеты, которая пережила смерть своей звезды без изменения ее орбиты из-за других планет, движущихся вокруг – на расстоянии, сопоставимом с расстоянием между Солнцем и планетами Солнечной системы.

Планета, похожая на Юпитер

Эта новая экзопланета, которую обнаружили с помощью обсерватории Кека на Гавайях, особенно похожа на Юпитер как по массе, так и по орбитальному разделению, и дает важный снимок выживших планет вокруг умирающих звезд. Превращение звезды в белый карлик включает бурную фазу, в которой она становится раздутым «красным гигантом», также известным как «гигантская ветвь» звезды, в сотни раз больше, чем раньше. Ученые считают, что эта экзопланета только что выжила: если бы она была изначально ближе к своей родительской звезде, она была бы поглощена расширением звезды.

Когда Солнце в конечном итоге станет красным гигантом, его радиус фактически достигнет текущей орбиты Земли. Это означает, что Солнце (вероятно) поглотит Меркурий и Венеру и, возможно, Землю, но мы не уверены. Ожидается, что Юпитер и его спутники выживут, хотя ранее это не было известно наверняка. Но с открытием этой новой экзопланеты теперь можно быть более уверенными в том, что Юпитер действительно сможет это сделать. Более того, допустимая погрешность в положении этой экзопланеты может означать, что она почти вдвое ближе к белому карлику, чем Юпитер в настоящее время находится к Солнцу. Если это так, это дополнительное свидетельство того, что Юпитер и Марс сделают это.

Так могла ли какая-нибудь жизнь пережить эту трансформацию? Белый карлик мог питать жизнь на лунах или планетах, которые в конечном итоге оказывались очень близко к нему (примерно одна десятая расстояния между Солнцем и Меркурием) в течение первых нескольких миллиардов лет. После этого радиации уже не хватит, чтобы что-нибудь выдержать.

Хотя планеты, вращающиеся вокруг белых карликов, было трудно найти, гораздо легче было обнаружить астероиды, распадающиеся вблизи поверхности белого карлика. Чтобы экзоастероиды подошли так близко к белому карлику, им необходимо получить достаточный импульс, переданный им выжившими экзопланетами. Следовательно, экзоастероиды долгое время считались доказательством существования экзопланет.

Фото: https://ru.wikipedia.org/

Недавнее открытие наконец подтверждает это. Хотя в системе, обсуждаемой в статье, современные технологии не позволяют нам видеть какие-либо экзоастероиды, по крайней мере, теперь мы можем собрать воедино различные части головоломки судьбы планеты, объединив данные из разных систем белых карликов. Связь между экзоастероидами и экзопланетами также применима к нашей Солнечной системе. Отдельные объекты в главном поясе астероидов и поясе Койпера (диск во внешней Солнечной системе), вероятно, переживут гибель Солнца, но некоторые из них будут перемещены гравитацией одной из выживших планет к поверхности белого карлика.

Перспективы будущих открытий

Новая экзопланета белого карлика была обнаружена с помощью так называемого метода обнаружения с помощью микролинзирования. Это показывает, как свет изгибается из-за сильного гравитационного поля, которое происходит, когда звезда на мгновение выравнивается с более далекой звездой, если смотреть с Земли.

Гравитация звезды на переднем плане усиливает свет звезды позади нее. Любые планеты, вращающиеся вокруг звезды на переднем плане, будут изгибать и искажать этот увеличенный свет, и именно так мы можем их обнаружить. Белый карлик, который исследовали ученые, находится в четверти пути к центру галактики Млечный Путь, или примерно в 6500 световых годах от нашей Солнечной системы, а более далекая звезда находится в центре галактики.

Ключевой особенностью метода микролинзирования является то, что он чувствителен к планетам, которые вращаются вокруг звезд на расстоянии Юпитер-Солнце. Другие известные планеты, вращающиеся вокруг белых карликов, были обнаружены с помощью различных методов, которые чувствительны к различному разделению звезд и планет. Два примера относятся к планетам, которые пережили превращение звезды в белого карлика и оказались ближе к нему, чем раньше. Один был обнаружен с помощью транзитной фотометрии – метода обнаружения планет, когда они проходят перед белым карликом, который создает провал в свете, получаемом Землей – а другой был обнаружен путем обнаружения испаряющейся атмосферы планеты.

Еще один метод обнаружения – астрометрия, которая точно измеряет движение белых карликов в небе – также по прогнозам даст результаты. Ожидается, что через несколько лет астрометрия миссии Gaia обнаружит около дюжины планет, вращающихся вокруг белых карликов. Возможно, это могло бы стать лучшим доказательством того, как именно погибнет Солнечная система.

Фото: https://prokocmoc.ru/

Такое разнообразие методов открытия является хорошим предзнаменованием для потенциальных будущих обнаружений, которые могут предложить более глубокое понимание судьбы нашей собственной планеты. Но пока что недавно обнаруженная экзопланета, похожая на Юпитер, дает самое ясное представление о нашем будущем.