Звёздная активность звезды-хозяина 8 UMi и активного красного гиганта TYC 3542-1885-1
Когда наше Солнце достигнет конца своего жизненного цикла, оно увеличится в 100 раз по сравнению с нынешними размерами и поглотит Землю. Многим планетам в других солнечных системах грозит подобная гибель по мере старения их звёзд-хозяев. Но не все надежды потеряны, поскольку астрономы из Института астрономии Гавайского университета (UH IfA) сделали замечательное открытие о выживании планеты после того, как она должна была погибнуть от своего солнца.
Похожая на Юпитер планета 8 UMi b, официально названная Халла, вращается вокруг красной гигантской звезды Бэкду (8 UMi) на расстоянии, лишь вдвое меньшем, чем расстояние, разделяющее Землю и Солнце. С помощью двух обсерваторий с Мауна-Кеа на острове Гавайи: обсерватории им. М. Кека и Канадско-французско-гавайского телескопа (CFHT) — группа астрономов под руководством Марка Хона, научного сотрудника НАСА по Хабблу в UH IfA, обнаружила, что Халла выжила, несмотря на опасную эволюцию Бэкду.
Используя наблюдения за колебаниями Бэкду с помощью спутника НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), учёные обнаружили, что звезда сжигает гелий в своём ядре, что свидетельствует о том, что она уже однажды сильно разрослась и превратилась в звезду-гигант. Работа опубликована в журнале Nature.
Звезда должна была раздуться так, что её радиус стал бы в 1,5 раза больше радиуса орбиты планеты, и поглотила бы последнюю в процессе, а затем уменьшилась бы в 10 раз.
«Захват планеты звездой влечёт катастрофические последствия либо для планеты, либо для самой звезды, либо для обеих планет. Тот факт, что Халла смогла выжить в непосредственной близости от гигантской звезды, которая в противном случае поглотила бы её, говорит о том, что эта планета оказалась настоящим выживальщиком», — сказал Хон, ведущий автор исследования.
Планету Халла открыла в 2015 году группа астрономов из Кореи с помощью метода радиальных скоростей, который измеряет периодическое движение звезды из-за гравитационного притяжения планеты. Обнаружив, что в прошлом звезда должна была быть больше орбиты планеты, команда IfA провела дополнительные наблюдения в 2021-2022 годах с помощью эшелле-спектрометра высокого разрешения (HIRES) обсерватории Кека и прибора ESPaDOnS в CFHT. Эти новые данные подтвердили, что 93-дневная, почти круговая орбита планеты остаётся стабильной уже более десяти лет и что изменения радиальной скорости должны быть вызваны планетой.
«Все эти наблюдения подтвердили существование планеты, и перед нами встал вопрос о том, как она выжила, — сказал астроном IfA Даниэль Хубер, второй автор исследования. — Наблюдения с нескольких телескопов на Маунакеа сыграли решающую роль в этом процессе».
Находящаяся на расстоянии 0,46 а.е. от своей звезды планета Халла напоминает «тёплые» или «горячие» юпитеры, которые, как считается, начинали движение по большим орбитам, прежде чем мигрировать внутрь вблизи своих звёзд. Однако в условиях быстро эволюционирующей звезды-хозяина такое происхождение становится крайне маловероятным способом выживания планеты Халла.
Другая теория выживания планеты заключается в том, что она никогда не сталкивалась с опасностью поглощения. По аналогии со знаменитой планетой Татуин из «Звёздных войн», которая вращается вокруг двух солнц, команда считает, что звезда-хозяин Бэкду изначально могла быть двойной. Слияние этих двух звёзд не позволило ни одной из них разрастись достаточно сильно, чтобы поглотить планету.
Третья возможность заключается в том, что Халла появилась относительно недавно: в результате сильного столкновения двух звёзд образовалось газовое облако, из которого и сформировалась планета. Другими словами, планета Халла может быть недавно родившейся планетой «второго поколения».
«Большинство звёздных систем бинарные, но мы ещё не до конца понимаем, как вокруг них могут формироваться планеты. Поэтому вполне вероятно, что вокруг высокоразвитых звёзд может существовать больше планет благодаря взаимодействиям между звёздами-компаньонами», — пояснил Хон.
