Ученые обнаружили планетоподобный объект, который горячее Солнца

Объект, вращающийся вокруг звезды на расстоянии 1400 световых лет от Земли, серьезно противоречит нашим представлениям о том, что возможно во Вселенной.


Это коричневый карлик, любопытная категория объектов, которые находятся между планетами и звездами, но он находится на такой близкой орбите со своей очень горячей родительской звездой, что его температура превышает 8000 кельвинов (7727 градусов по Цельсию). Достаточно горячо, чтобы расщепить молекулы в его атмосфере на составные атомы.

Это намного выше, чем температура поверхности Солнца, где температура составляет 5778 градусов по Кельвину. Фактически, этот коричневый карлик является температурным рекордсменом — самым горячим объектом такого рода, который мы когда-либо находили.

Несмотря на то, что коричневые карлики, как правило, горячее планет, они горят холоднее, чем самые холодные красные карлики, и абсолютно не могут достичь солнечной температуры на своих собственных внутренних термоядерных реакторах.



Международная группа под руководством астрофизика Наамы Халлакун из Научного института Вейцмана в Израиле назвала объект WD0032-317B.

Открытие, по словам команды, может помочь понять, что происходит с юпитериоподобными газовыми гигантами, вращающимися вокруг чрезвычайно горячих массивных звезд, наблюдение за которыми может быть затруднено из-за свойств звезд, таких как их активность и скорость вращения.

Планеты, вращающиеся вокруг своих звезд, излучают огромное количество ультрафиолетового света. Это может привести к тому, что их атмосфера испарится, а молекулы в ней будут разорваны, процесс, известный как термическая диссоциация.

Однако мы мало что знаем об этой экстремальной среде. В такой непосредственной близости от очень яркой звезды сигналы от вращающейся вокруг экзопланеты может быть трудно отличить от звездной активности.

Известно об одной экзопланете, достаточно горячей для термической диссоциации. Это KELT-9b, вращающийся вокруг синей сверхгигантской звезды, которая нагревает дневную сторону экзопланеты до температуры, превышающей 4600 градусов по Кельвину (4327 градусов по Цельсию, или 7820 градусов по Фаренгейту).



Это горячее, чем у большинства звезд — красные карлики, самые распространенные звезды в галактике, имеют максимальную температуру поверхности около 4000 Кельвинов.

Однако одним из способов изучения этих экстремальных режимов могут быть коричневые карлики в двойных системах с белыми карликами. Белые карлики намного меньше голубых сверхгигантов, таких как KELT-9, что, в свою очередь, делает их тусклее, а сигнал от любых перегретых объектов-компаньонов легче обнаружить.

Коричневый карлик — не совсем планета, но и не совсем звезда. Примерно в 13 раз больше массы Юпитера, планетоподобный объект может иметь достаточное давление и температуру в ядре, чтобы зажечь дейтериевый синтез.

Это «тяжелый» изотоп водорода; температура и давление, необходимые для его синтеза, намного ниже, чем температура и давление, необходимые для синтеза обычного водорода, горящего в ядрах звезд.

Коричневые карлики могут превышать массу Юпитера в 80 раз, а их температура достигает 2500 Кельвинов. Они холоднее и тусклее красных карликов, но излучают в инфракрасном диапазоне.

Белые карлики, с другой стороны, являются последней стадией жизни таких звезд, как Солнце. Когда у звезды заканчивается водород в ядре, она выбрасывает свои внешние слои, и ядро, больше не поддерживаемое внешним давлением синтеза, коллапсирует в сверхплотный объект размером с Землю.

Белые карлики светятся остаточным теплом, но процесс умирания идет весьма энергично — они очень горячие, а их температура сравнима с температурой голубых сверхгигантов.

Это подводит нас к WD0032-317, очень горячему белому карлику с малой массой, примерно 40 процентов массы Солнца, горящие при температуре около 37 000 Кельвинов.

В начале 2000-х данные, полученные с помощью прибора Ultra-Violet-Visual Echelle Spectrograph (UVES) в Европейской южной обсерватории, показали, что WD0032-317 перемещается, подтягиваемый на месте невидимым орбитальным компаньоном. Последние наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне позволили предположить, что этим компаньоном является коричневый карлик.

Поскольку коричневый карлик и звезда находятся так близко друг к другу, коричневый карлик заблокирован приливами. Это означает, что одна сторона — дневная — постоянно обращена к звезде, а другая остается в постоянной ночи. Команда подсчитала экстремальные температуры, и цифры и они впечатляют.

В зависимости от используемой модели ядра белого карлика температура нагретой дневной стороны компаньона колеблется от ≈7250 до 9800 градусов по Кельвину — такая же горячая, как у звезды А-типа, с температурой на ночной стороне ≈1300–3000 градусов по Кельвину, или разница температур ≈6000 К — примерно в четыре раза больше, чем у KELT-9b.

Температурный диапазон ночной стороны охватывает от T до M карликов. «Равновесная» температура черного тела облученного компаньона (без учета его собственной светимости и альбедо и в предположении, что он находится в тепловом равновесии с внешним излучением) составляет около 5100 Кельвинов, горячее, чем любая известная планета-гигант, и на ≈1000 кельвинов горячее, чем KELT-9b, что приводит к ≈5600-кратному увеличению потока экстремального ультрафиолета.

Ни одна из известных планет или коричневых карликов не является более горячей, что делает WD0032-317B не только чрезвычайно удивительным, но и отличным кандидатом для изучения того, как чрезвычайно горячие звезды способны испарять своих спутников с меньшей массой.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.