Планета-зомбі навколо мертвої зірки: JWST показав, якою може стати наша Сонячна система

До цього відкриття жодна екзопланета холодніша за 275 Кельвінів не була безпосередньо зображена у власному випромінюванні .

Атмосфера, схожа на Титан: метан і серпанки

Коли астрономи проаналізували світло, що проходило крізь атмосферу WD 1856 b під час її транзитів, вони виявили чіткі ознаки метану (CH₄) і товстих аерозолів — серпанків, які розсіюють коротші довжини хвиль світла . Ця комбінація надає планеті характерного помаранчево-коричневого кольору, подібного до кольору супутника Сатурна Титана.

Присутність метану є значущою. Це молекула, яка відносно швидко руйнується зоряним випромінюванням, тому її виявлення свідчить про те, що атмосфера планети або постійно поповнюється, або шари серпанку захищають її . Наземні спектри пропускання, отримані за допомогою телескопів GTC та Gemini, раніше були безособовими та сірими, ймовірно, через те, що ці серпанки маскували спектральні лінії . Інфрачервона чутливість Webb змогла проникнути крізь цей серпанок.

Схвалено програму спостережень за допомогою приладу NIRSpec Prism на JWST (8 годин, 4 транзити) для отримання першого точного спектра пропускання цієї після-головної-послідовності планети, націленого на метан, воду, діоксид вуглецю, монооксид вуглецю та аміак із високим співвідношенням сигнал/шум .

Як планета пережила смерть своєї зірки?

Це найвизначніша частина історії. WD 1856 b обертається навколо свого білого карлика раз на 1,4 дня — неймовірно близька орбіта. Але білі карлики — це стислі ядра зірок, які колись були червоними гігантами. Як планеті розміром з Юпітер вдалося уникнути поглинання, коли її зірка розширилася до червоного гіганта?

Відповідь полягає в тому, що спочатку планета оберталася далеко від своєї зірки. Коли зірка розширилася до червоного гіганта, її зовнішня оболонка не досягла початкової широкої орбіти планети. Після того, як зірка скинула свої зовнішні шари та стиснулася в білого карлика, гравітаційні взаємодії з іншими тілами або припливні сили притягнули планету на її нинішню тісну орбіту . Іншими словами, планета мігрувала всередину після того, як небезпека минула.

Чому її атмосфера «несподівано гаряча»

При 186 К планета не є гарячою в абсолютному сенсі. Сюрприз полягає в тому, що вона взагалі зберегла значну атмосферу після бурхливої еволюції після головної послідовності. Слабкий білий карлик майже не дає тепла, тому тепло планети походить від залишкового внутрішнього тепла з часів її формування та від припливного нагріву — цього достатньо, щоб запобігти повному замерзанню атмосфери .

Що це означає для долі Юпітера та Сатурна

Виживання WD 1856 b має прямі наслідки для нашої власної Сонячної системи. Через мільярди років, коли Сонце стане червоним гігантом, а потім білим карликом, Юпітер і Сатурн (які обертаються на відстані 5–10 а.о.) зможуть подібним чином пережити фазу поглинання, мігрувати всередину та зберегтися як «планети-зомбі», що обертаються навколо мертвого Сонця .

Земля та інші внутрішні планети майже напевно будуть поглинуті Сонцем, що розширюється. Лише газові гіганти мають реальний шанс вижити як залишкові світи — це тверезий, але науково глибокий висновок, який став можливим завдяки цьому одному замерзлому світу за 80 світлових років від нас.