Астрономы впервые получили столь подробные данные о гигантской экзопланете, обращающейся вокруг белого карлика — остатка звезды, похожей на Солнце. Благодаря наблюдениям космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) ученые не только измерили температуру, массу и состав атмосферы WD 1856 b, но и смогли восстановить историю ее необычной эволюции.
Система находится примерно в 80 световых годах от Земли и считается своеобразным окном в далекое будущее нашей собственной Солнечной системы. Примерно через шесть миллиардов лет Солнце превратится в красный гигант, поглотит Меркурий, Венеру и Землю, а затем сбросит внешние оболочки, превратившись в белый карлик. Внешние планеты смогут пережить этот этап, хотя их орбиты и условия существования радикально изменятся.
Особое внимание исследователей привлекла сама планета WD 1856 b. Она сопоставима по размерам с Юпитером, но обращается вокруг белого карлика размером примерно с Землю. Полный оборот вокруг звезды занимает всего 1,4 суток, а расстояние до нее составляет лишь около 2% дистанции между Землей и Солнцем.
Именно эта необычно тесная орбита долгое время оставалась главной загадкой. Планета не могла находиться так близко к звезде еще до ее превращения в красного гиганта, иначе была бы уничтожена расширившейся оболочкой светила. Наблюдения JWST помогли приблизиться к разгадке.
Измерения показали, что температура WD 1856 b достигает около 127 градусов Цельсия — значительно выше, чем можно объяснить излучением белого карлика. По расчетам ученых, планета до сих пор сохраняет тепло, полученное несколько миллиардов лет назад. Наиболее вероятный сценарий заключается в том, что после превращения звезды в белого карлика гравитационное воздействие других объектов в системе постепенно сместило газовый гигант на нынешнюю орбиту. Во время этого процесса сильные приливные силы разогрели его внутренние слои, а остывает планета до сих пор.
Исследователи отмечают, что WD 1856 входит в тройную звездную систему, поэтому влияние соседних звезд вполне могло изменить траекторию движения планеты. Такой сценарий сегодня считается наиболее вероятным, хотя окончательно исключить другие варианты пока нельзя.
Наблюдения оказались технически крайне сложными. Белый карлик излучает очень мало света, а транзит планеты длится всего около восьми минут. За столь короткое время телескопу необходимо было собрать достаточно данных, чтобы получить спектр атмосферы планеты и определить ее характеристики. По словам ученых, выполнить такую задачу сегодня способен только JWST.
Авторы исследования считают, что полученные результаты открывают новое направление в изучении планетных систем после гибели звезд. Они показывают, что смерть звезды далеко не всегда означает гибель всех ее планет, а некоторые газовые гиганты способны пережить катастрофические изменения и продолжить существование на совершенно новых орбитах. В перспективе подобные наблюдения помогут лучше понять, какая судьба может ожидать Юпитер, Сатурн и другие внешние планеты Солнечной системы спустя миллиарды лет.
