Когда наше Солнце подойдет к концу своей жизни, оно увеличится в 100 раз по сравнению с нынешним размером, охватив Землю. Многим планетам в других солнечных системах грозит аналогичная гибель по мере того, как стареют их звезды.
Но надежда не потеряна, поскольку астрономы из Института астрономии Гавайского университета (UH IfA) сделали замечательное открытие выживания планеты после того, что должно было быть верной гибелью от рук ее солнца.
Подобная Юпитеру планета 8 UMi b, официально названная Halla (Халла), вращается вокруг красного гиганта Baekdu (8 UMi) на расстоянии, равном половине расстояния, разделяющего Землю и Солнце. Использовав две обсерваторий Мауна-Кеа на острове Гавайи (обсерваторию Кека и канадско-французско-гавайский телескоп (CFHT)), группа астрономов во главе с Марком Хоном, научным сотрудником Наббла в UH IfA, обнаружила, что Халла не пострадала, несмотря на обычно опасную эволюцию Baekdu.
Используя наблюдения за звездными колебаниями Baekdu с помощью спутника TESS, они обнаружили, что звезда сжигает гелий в ядре, сигнализируя о том, что однажды она уже значительно расширилась до красного гиганта. Работа опубликована в журнале Nature.
Звезда раздулась бы в 1,5 раза больше орбитального расстояния планеты, поглотив при этом планету, прежде чем сжаться до нынешнего размера всего на одной десятой этого расстояния.
«Планетарное поглощение имеет катастрофические последствия либо для планеты, либо для самой звезды — или для того и другого. Тот факт, что Халле удалось сохраниться в непосредственной близости от гигантской звезды, которая в противном случае поглотила бы ее, подчеркивает планету как выдающуюся выжившую», — говорится в сообщении Хон, ведущего автор исследования.
Планета Халла была открыта в 2015 году группой астрономов из Кореи с помощью метода лучевых скоростей, измеряющего периодическое движение звезды из-за гравитационного притяжения вращающейся вокруг планеты. После открытия того, что звезда должна была когда-то быть больше, чем орбита планеты, команда IfA провела дополнительные наблюдения в 2021–2022 годах с использованием спектрометра Эшелле высокого разрешения (HIRES) обсерватории Кека и прибора ESPaDOnS CFHT. Новые данные подтвердили, что 93-дневная почти круговая орбита планеты оставалась стабильной более десяти лет и что изменения лучевой скорости должны быть связаны с планетой.
«Вместе эти наблюдения подтвердили существование планеты, оставив нам неотложный вопрос о том, как планета выжила», — сказал астроном IfA Даниэль Хубер, второй автор исследования. «Наблюдения с нескольких телескопов на Мауна-Кеа сыграли решающую роль в этом процессе».
На расстоянии 0,46 астрономических единиц от звезды планета Халла напоминает «теплые» или «горячие» планеты, подобные Юпитеру, которые начали движение по более крупным орбитам, прежде чем мигрировать внутрь, ближе к своим звездам. Перед лицом быстро развивающейся родительской звезды такое происхождение становится крайне маловероятным путем выживания для планеты Халла.
Другая теория выживания планеты состоит в том, что она никогда не сталкивалась с опасностью поглощения. Подобно знаменитой планете Татуин из «Звездных войн», которая вращается вокруг двух солнц, команда считает, что звезда Baekdu изначально могла быть двумя звездами. Слияние этих двух звезд могло помешать любой из них расшириться достаточно сильно, чтобы поглотить планету.
Третья возможность состоит в том, что Халла — это относительно недавно появившаяся планета в результате сильного столкновения двух звезд образовалось газовое облако, из которого образовалась планета. Другими словами, планета Халла может быть недавно родившейся планетой «второго поколения».
«Большинство звезд находятся в двойных системах, но мы еще не до конца понимаем, как вокруг них могут образовываться планеты. Поэтому вполне вероятно, что вокруг высокоразвитых звезд может существовать больше планет благодаря бинарным взаимодействиям», — пояснил Хон.