Сент-Эндрюс, Ұлыбритания. «Джеймс Уэбб» ғарыш телескопы Күн тәрізді жұлдыздың ықшам қалдығы — ақ ергежейліні айналып жүрген WD 1856 b газ алыбының атмосферасын анықтады. ESA/Webb мәліметінше, бұл ақ ергежейлінің алдынан транзитпен өтетін планета атмосферасының алғашқы анықталуы.
Сент-Эндрюс университетінің зерттеушісі Райан Макдональд жетекшілік еткен халықаралық топтың нәтижелері 1 шілдеде рецензияланатын Nature журналында жарияланды. Спектр көмірсутектерді, ең алдымен метанды, аэрозоль бөлшектерін және планетаның түнгі жағынан шығатын жылулық сәулені көрсетті.
Планета өз жұлдызынан үлкен
WD 1856 b Жерден шамамен 80 жарық жылы қашықтықта орналасқан. Оның радиусы Юпитер радиусының шамамен 0,9 бөлігіне тең, ал WD 1856+534 ақ ергежейлісінің көлемі Жермен шамалас. Сондықтан планета өз жұлдызынан диаметрі бойынша шамамен жеті есе үлкен.
Планета бір айналымды шамамен 34 сағатта аяқтайды. Орбитасының радиусы 0,02 астрономиялық бірлік, яғни 3 млн километрден аз. Жұлдыз ақ ергежейліге айналғанға дейін планета бұл жерде бола алмас еді: кеңейген қызыл алып оны жұтып қоюы тиіс болатын.
Нысанды TESS пен Spitzer телескоптары 2020 жылы ашқан. Жаңа бақылауларға дейін оның планета ма, әлде массасы үлкенірек қоңыр ергежейлі ме екені және осындай тар орбитаға қалай түскені белгісіз болды.
Атмосфераны ашқан сегіз минут
Webb жүйені 2023 жылғы 27 сәуірде NIRSpec спектрографының PRISM режимімен бақылады. Бүкіл бақылау 1,98 сағатқа созылды, бірақ жанай өтетін транзиттің өзі небәрі сегіз минут болды: алып планетаның шеті кішкентай жұлдыздың бір бөлігін жапты.
Транзит кезінде ақ ергежейлінің жарығы WD 1856 b атмосферасының жоғарғы қабаттарынан өтті. Молекулалар белгілі бір толқын ұзындықтарын жұтып, спектрде өзіне тән жолақтар қалдырды. Телескоп планетаның өз инфрақызыл сәулесін де тіркеді.
Метан анықталды, бұлттардың құрамы белгісіз
0,5–5 микрометр аралығындағы талдау көмірсутектердің бірнеше жолағын көрсетті. Авторлар метанды ең ықтимал түсіндірме деп санайды және оның үлесін шамамен 7% деп бағалайды. Сондай-ақ бұлт немесе тұман түзетін ұсақ аэрозоль бөлшектерінің бар екеніне күшті дәлел алынды.
Қазіргі деректер бұл бөлшектердің химиялық құрамын анықтауға жеткіліксіз. Модельде этан мен фосфиннің әлсіз белгілері бар, бірақ зерттеушілер оларды анықталған молекулалар деп атауға болмайтынын ескертеді. Атмосфера мен метан жөніндегі қорытынды қосымша молекулаларға қарағанда әлдеқайда сенімді.
Планета күткеннен әлдеқайда ыстық
Спектрлік талдау WD 1856 b массасын Юпитердің 4,3–10,9 массасы аралығында шектеп, нысанның планеталық мәртебесін растады. Тиімді температурасы 390–412 кельвин, яғни шамамен 117–139 °C болды. Ақ ергежейлінің жарығынан ғана күтілетін тепе-теңдік температурасы шамамен 160 кельвин.
Артық жылуды қазіргі дөңгелекке жуық орбитадағы толқындық қыздырумен түсіндіру мүмкін емес. Авторлардың пікірінше, планета жұлдыз өлгеннен әлдеқайда кейін болған оқиғаның қалдық энергиясын сақтап отыр.
WD 1856 b қызыл алыптан қалай аман қалды
Зерттеушілер екі негізгі сценарийді салыстырды. Біріншісінде планета өліп бара жатқан жұлдыздың ортақ газ қабығына кіріп, ішінде аман қалған. Екіншісінде ол бастапқыда қауіпсіз алыс орбитада болып, кейін жүйедегі басқа нысандардың ықпалымен қатты созылған траекторияға ауысқан. Алыстағы екі серік жұлдыз орбитаны бұзуға қатысуы мүмкін, бірақ олардың рөлі тікелей дәлелденген жоқ.
Салқындау модельдері қайта қызу асимптотикалық алыптар тармағы аяқталғаннан кейін 3–5,5 млрд жыл өткен соң болғанын көрсетеді. Мұндай кеш мерзім жұлдыз өліп жатқан кездегі ортақ қабық сценарийіне сәйкес келмейді және жоғары эксцентритетті кеш миграцияны қолдайды. Жақындаған кезде ақ ергежейлінің толқындық күші планетаны қыздырып, орбитасын біртіндеп дөңгелектеген.
Бұл қорытынды жылулық тарихты кері есептеуге және қолданыстағы субжұлдыздық салқындау модельдеріне негізделген. Авторлар кеш миграцияны ең ықтимал түсіндірме деп атайды, бірақ болашақ модельдер WD 1856 b температурасы мен радиусын қатар түсіндіруі керек.
Бұл Күн жүйесінің болашағы туралы не айтады
Шамамен 5 млрд жылдан кейін Күн қызыл алыпқа, кейін ақ ергежейліге айналады. Меркурий мен Венера жойылады, Жердің тағдыры белгісіз. Алыстағы газ алыптары бұл кезеңнен аман қалуы мүмкін, бірақ кейін гравитациялық әрекеттесулер олардың орбиталарын өзгерте алады.
WD 1856 b болашақ Юпитердің дәл үлгісі емес, бірақ ірі планетаның жұлдыз эволюциясынан кейін сақталып, миллиардтаған жылдан соң жаңа орбитаға ауыса алатынын көрсетеді. Бұған дейін Cifrum.kz Юпитер мен Уран серіктері планета алыптарының ерте тарихын қалпына келтіруге қалай көмектесетінін жазған.
Топ WD 1856 b-ның тағы төрт транзитін бақылап үлгерді. Жаңа деректер атмосфера химиясы мен бұлт қасиеттерін нақтылауы тиіс. Сент-Эндрюс университеті бұл жұмысты жұлдыздар өлгеннен кейінгі планеталық жүйелерді зерттеудің жаңа бағыты деп бағалайды.
Дереккөздер: Nature ғылыми мақаласы, ESA/Webb, NASA Science, Сент-Эндрюс университеті.
Басты сурет Cifrum.kz үшін жасанды интеллект көмегімен жасалған тұжырымдамалық редакциялық иллюстрация. Ресми спектр ESA/Webb тарапынан CC BY 4.0 лицензиясымен және толық авторлық көрсетіліммен жарияланған.
Мақалаға пікірлер