Учёные пришли к выводу, что умирающие звёзды способны вызывать извержения и выброс огромных масс в пространство. Это относится и к Солнцу, которое в будущем превратится в красный гигант, простирающийся до Марса, перед тем как оно катастрофически потеряет свою внешнюю оболочку, а его ядро коллапсирует, превращаясь в сверхплотного белого карлика.

Однако что произойдёт с Землёй и другими планетами после угасания Солнца? Будут ли они блуждать по Галактике из-за нарушения их орбиты, или попадут в объятия белого карлика? Возможно ли, что эти планеты останутся спокойно вращаться вокруг отжившей звезды, пока она медленно остывает на протяжении миллиардов лет? Новое открытие может помочь ответить на эти вопросы и раскрыть возможную судьбу Солнечной системы.

Экзопланета, вращающаяся вокруг белого карлика, в представлении художника. Источник: Giuseppe Parisi / Caltech

С использованием космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), астрономы смогли получить прямые изображения двух газовых гигантских экзопланет, вращающихся вокруг белых карликов. «В случае подтверждения, — пишет группа под руководством астронома Сьюзен Маллалли из Научного института космического телескопа (STScI), — это будут первые прямые изображения планет, которые по возрасту и расстоянию схожи с планетами-гигантами в нашей Солнечной системе и которые демонстрируют, что планеты-гиганты, такие как Юпитер, способны выжить при эволюции звезды».

Обычно экзопланеты невозможно наблюдать напрямую. В настоящее время существует подтверждение более 5500 экзопланет и обнаружены ещё тысячи кандидатов, однако большинство из этих открытий были косвенными. Астрономы наблюдают воздействие планеты на яркость звезды при транзитном проходе перед «взором телескопа» и на основе этих данных делают выводы о свойствах планеты.

Выявить экзопланеты напрямую очень сложно из-за их малогабаритности и огромного различия величин светового излучения экзопланет и звезды. Однако космический телескоп «Джеймс Уэбб» является самым мощным телескопом среди космических обсерваторий, что позволило астрономам обнаружить экзопланеты-гиганты, вращающиеся вокруг двух белых карликов — WD 1202-232 и WD 2105-82, на расстоянии 34 и 53 световых лет от Земли соответственно. В настоящее время точно неизвестны массы этих планет, но изображения показывают, что их масса может быть в 1–7 раз больше массы Юпитера. Более точные результаты могут быть получены в будущем.

Изображения JWST, показывающие кандидатов в экзопланеты. Источник: Mullally et al., arXiv, 2024

Что ещё интереснее, так это орбитальное расстояние между белыми карликами и их планетами. Первая экзопланета, вращающаяся вокруг WD 1202-232, расположена на расстоянии 11,47 астрономических единиц, — что немного больше, чем у Сатурна, который вращается вокруг Солнца на расстоянии 9,5 астрономических единиц. Вторая экзопланета, вращающаяся вокруг WD 2105-82, имеет орбитальное расстояние 34,62 астрономических единиц, что сравнимо с орбитальным расстоянием Нептуна при его 30 астрономических единицах. 

Это открытие может указывать на то, что экзопланеты с орбитальным расстоянием, подобным внешним планетам Солнечной системы, могут выжить после катастрофической смерти своих звёзд и остаться на своей орбите.

На данный момент обнаружено небольшое количество экзопланет вокруг белых карликов, и учёные имеют ограниченную информацию, которая могла бы помочь предвидеть судьбу Солнечной системы. Известно, что белые карлики могут пожирать близлежащие планеты, это подтверждается анализом их атмосфер. 

Пока что открытия JWST не подтверждены — два объекта могут быть галактиками на заднем плане, хотя исследователи считают, что это маловероятно. Эти две планеты-кандидата станут важной частью истории о том, что происходит с планетной системой, когда звезда подходит к концу своего жизненного цикла.

Учёные намереваются продолжить дополнительные исследования, чтобы определить природу этих планет и получить дополнительные данные: «Если мы получим подтверждение, то эти планеты-гиганты станут первыми планетами, открытыми прямым изображением, которые аналогичны по возрасту, массе и орбитальному расстоянию с планетами-гигантами в нашей Солнечной системе».

Подробнее на iXBT