Хрустальный шар в будущее нашей Солнечной системы

 

Астрономы обнаружили самую первую подтвержденную планетарную систему, которая напоминает ожидаемую судьбу нашей Солнечной системы, когда Солнце достигнет конца своей жизни примерно через пять миллиардов лет.

Исследователи обнаружили систему с помощью обсерватории У. М. Кека на горе Маунакеа на Гавайях; она состоит из планеты, подобной Юпитеру, с юпитероподобной орбитой, которая вращается вокруг звезды-белого карлика, расположенной вблизи центра нашей галактики Млечный Путь.

"Эти доказательства подтверждают, что планеты, которые вращаются на достаточно большом расстоянии, могут продолжать существовать и после смерти своей звезды", - говорит Джошуа Блэкман, постдокторант по астрономии из Университета Тасмании в Австралии и ведущий автор исследования. "Учитывая, что эта система является аналогом нашей собственной Солнечной системы, это позволяет предположить, что Юпитер и Сатурн могут пережить фазу красного гиганта у Солнца, когда у него закончится ядерное топливо и оно самоуничтожится".

Исследование опубликовано в журнале Nature.

"Будущее Земли может быть не таким радужным, поскольку она гораздо ближе к Солнцу", - говорит соавтор Дэвид Беннетт, старший научный сотрудник Университета Мэриленда и Центра космических полетов НАСА им. Годдарда. "Если человечество захочет переехать на луну Юпитера или Сатурна до того, как Солнце обжарит Землю во время своей фазы красного сверхгиганта, мы все равно остались бы на орбите вокруг Солнца, хотя не могли бы полагаться на тепло от Солнца как белого карлика очень долго".

Белый карлик - это то, чем становятся звезды главной последовательности, такие как наше Солнце, когда они умирают. На последних стадиях жизненного цикла звезда сжигает весь водород в своем ядре и раздувается до красной гигантской звезды. Затем она обваливается в себя, уменьшаясь до белого карлика, где остается только горячее, плотное ядро, обычно размером с Землю и наполовину массивнее Солнца. Поскольку эти компактные звездные трупы маленькие и больше не имеют ядерного топлива для яркого излучения, белые карлики очень тусклые и их трудно обнаружить.

Изображения в ближнем инфракрасном диапазоне высокого разрешения, полученные с помощью системы адаптивной оптики с лазерной направляющей звездой Обсерватории Кека на пару с ее камерой ближнего инфракрасного диапазона (NIRC2), показывают, что недавно открытый белый карлик составляет около 60 процентов массы Солнца, а его экзопланета выжившая - это гигантский газовый мир, который примерно на 40 процентов массивнее Юпитера.

Команда открыла планету с помощью техники, называемой гравитационного микролинзирования, которая возникает, когда звезда, близкая к Земле, на мгновение выравнивается с более далекой звездой. Это создает явление, когда гравитация звезды переднего плана действует как линза и увеличивает свет от фоновой звезды. Если планета вращается вокруг близкой звезды, она временно деформирует увеличенное свет, когда планета проносится мимо.

Удивительно, но когда команда пыталась найти звезду-владелицу планеты, они неожиданно обнаружили, что звездный свет недостаточно яркий, чтобы быть обычной звездой главной последовательности. Данные также исключают возможность того, что в качестве владелицы может выступать звезда-коричневый карлик.

"Нам также удалось исключить вероятность появления нейтронной звезды или черной дыры. Это означает, что планета вращается вокруг мертвой звезды, белого карлика", - говорит соавтор Жан-Филипп Болье, профессор астрофизики в Университете Тасмании и директор научных исследований CNRS в Институте астрофизики Парижа. "Это дает представление о том, как будет выглядеть наша Солнечная система после исчезновения Земли, выбитой при катастрофической гибели нашего Солнца".

Исследовательская группа планирует включить свои результаты в статистическое исследование, чтобы выяснить, сколько других белых карликов имеют целые планеты выживших.

Будущая миссия НАСА, телескоп Нэнси Грейс Роман (ранее известная как WFIRST), цель которой - получение прямых изображений планет-гигантов - поможет продлить их расследования. Роман сможет сделать гораздо полнее обследование планет, вращающихся вокруг белых карликов, расположенных до галактической выпуклости в центре Млечного Пути. Это позволит астрономам определить, часто планетам, похожим на Юпитер, удается избежать последних дней своей звезды, или же значительная часть из них будет уничтожена до того времени, когда их звезды станут красными гигантами.

"Это очень захватывающий результат", - говорит Джон О'Мира, главный ученый обсерватории Кека. "Прекрасно видеть сегодня пример того, научные исследования будет массово проводить Кек, когда Роман начнет свою миссию".