Тепліший за Сонце: астрономи виявили рекордно гарячий планетоподібний об’єкт

Астрономи виявили планетоподібний об’єкт, що обертається навколо яскравої зорі на відстані 1400 світлових років від нас й серйозно суперечить уявленням вчених про те, що можливо у Всесвіті. Цей загадковий космічний об'єкт не є зіркою, але при цьому він на дві тисячі градусів гарячіший за Сонце.

• Астрономи виявили на супутнику Сатурна ще один ключовий елемент для розвитку життя

Деталі

Це коричневий карлик, дивовижна категорія об’єктів, які класифікуються десь між планетами та зірками. При цьому цей об'єкт розташований на такій близькій орбіті зі своєю дуже гарячою головною зіркою, що його температура перевищує неймовірні 8000 Кельвінів (7727 градусів за Цельсієм або 13 940 за Фаренгейтом) – досить гаряче, щоб розщепити молекули в його атмосфері на їхні складні атоми.

Це набагато вища температура, ніж на поверхні Сонця, де вона підіймається до 5778 Кельвінів. Насправді цей коричневий карлик є температурним рекордсменом – найгарячішим об’єктом такого типу, який астрономи коли-небудь знаходили.

Попри те, що коричневі карлики, як правило, гарячіші за планети, вони холодніші, ніж найхолодніші червоні карликові зорі – самостійно вони не можуть досягнути температури Сонця.

Міжнародна група на чолі з астрофізиком Наамою Халлакун з Інституту науки Вейцмана в Ізраїлі назвала об’єкт WD0032-317B. Команда вчених заявляє, що це відкриття може допомогти нам зрозуміти, що відбувається з юпітероподібними газовими гігантами, що обертаються навколо надзвичайно гарячих, масивних зірок, спостереження за якими може бути складним через властивості зірок, такі як їх активність і швидкість обертання.

Планети, що обертаються близько до своїх зірок, опромінюються величезною кількістю ультрафіолетового світла. Це може призвести до випаровування їхньої атмосфери та розриву молекул у ній (процес, відомий як термічна дисоціація). Однак нам багато невідомо про це екстремальне середовище. При такій близькості до дуже яскравої зорі сигнали від орбітальної екзопланети може бути важко відрізнити від зоряної активності.

Коричневий карлик — це не зовсім планета, але й не зовсім зірка. Приблизно в 13 разів перевищуючи масу Юпітера, планетоподібний об’єкт може мати достатній тиск і тепло у своєму ядрі, щоб розпочати синтез дейтерію. Це "важкий" ізотоп водню. Температура і тиск, необхідні для його синтезу, набагато нижчі, ніж температура і тиск, необхідні для синтезу звичайного водню, який згорає в ядрах зірок.

Коричневі карлики можуть досягати розміру приблизно 80 мас Юпітера та температури близько 2500 Кельвінів. Вони холодніші й тьмяніші за червоних карликів (які розігріваються до 4000 Кельвінів), але світяться в інфрачервоному діапазоні хвиль.

Білі карлики, з іншого боку, є завершальною стадією життя таких зірок, як Сонце. Коли в ядрі зірки закінчується водень, вона викидає свої зовнішні шари і ядро, яке більше не підтримується зовнішнім тиском термоядерного синтезу, руйнується в надщільний об’єкт розміром приблизно з Землю.

Білі карлики сяють від залишкового тепла, але процес смерті дуже енергійний – вони надзвичайно гарячі, їх температури можна порівняти з температурами блакитних надгігантів.

Це підводить нас до WD0032-317, дуже гарячої білої карликової зорі малої маси. Вона має близько 40% маси Сонця, але горить при температурах близько 37 000 Кельвінів.

На початку 2000-х років дані, отримані за допомогою інструменту Ultra-Violet-Visual Echelle Spectrograph (UVES) на Дуже Великому Телескопі Європейської Південної Обсерваторії, показали, що WD0032-317 рухалася колами, тягнучи невидимий орбітальний супутник. Пізні спостереження в ближньому інфрачервоному діапазоні показали, що цей супутник був коричневим карликом.

Халлакун та її колеги використовували UVES, щоб отримати нові спостереження зірки й виявили, що її компаньйон є коричневим карликом з масою від 75 до 88 Юпітерів на карколомній орбіті всього у 2,3 години.

Оскільки коричневий карлик і зірка розташовані дуже близько один до одного, коричневий карлик припливно замкнений. Це означає, що одна сторона – денна сторона – постійно повернена до зірки, а інша залишається в постійній ночі. Команда підрахувала екстремальні температури, і цифри вражають. Дослідники зазначають:

Залежно від моделі ядра білого карлика, яка використовується, нагріта денна температура компаньйона коливається між ≈7250 і 9800 Кельвінів – так само гаряче, як зірка типу А – з температурою нічної сторони ≈1300 − 3000 Кельвінів, або різниця температур ≈6000 K.

Жодна відома планета чи коричневий карлик не є гарячішими, що робить WD0032-317B чудовим кандидатом для вивчення того, як надзвичайно гарячі зорі можуть випаровувати своїх супутників меншої маси.

Раніше ми писали, що може статися, якщо порівняно близький до Землі червоний надгігант Бетельгейзе вибухне. В останні роки ця гігантська зоря поводиться дуже незвично.