Планета, которой не должно быть: Загадка существования планеты Халла

Поиск планет за пределами нашей Солнечной системы — экзопланет — является одной из самых быстрорастущих областей астрономии. За последние несколько десятилетий было обнаружено более 5000 экзопланет, и теперь астрономы считают, что в среднем на каждую звезду в нашей галактике приходится по крайней мере одна планета.

Многие текущие исследовательские усилия направлены на обнаружение похожих на Землю планет, подходящих для жизни. Эти усилия сосредоточены на так называемых звездах «главной последовательности», таких как наше Солнце — звездах, которые питаются за счет слияния атомов водорода в гелий в своих ядрах и остаются стабильными в течение миллиардов лет. Более 90 процентов всех известных экзопланет на сегодняшний день обнаружены вокруг звезд главной последовательности.

Однако, недавние исследования привели к открытию, которое вызывает много вопросов у астрономов. В составе международной группы астрономов была изучена звезда, очень похожая на наше Солнце через миллиарды лет, и обнаружено, что у нее есть планета, которую она по всем правилам должна была поглотить. В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature, раскрывается загадка существования этой планеты и предлагаются некоторые возможные решения.

Взгляд в наше будущее: красные гиганты

Как и люди, звезды претерпевают изменения с возрастом. Когда звезда израсходовала весь свой водород в ядре, ядро   звезды сжимается, а внешняя оболочка расширяется по мере того, как звезда остывает. На этой стадии эволюции звезды, которую называют "красным гигантом", могут вырасти более чем в 100 раз по сравнению с их первоначальным размером. Когда это происходит с нашим Солнцем, примерно через 5 миллиардов лет, ожидается, что оно станет настолько большим, что поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.

Однако, красные гиганты не являются редкостью в нашей галактике. Мы знаем о сотнях планет, вращающихся вокруг этих звезд. Одна из них называется 8 Ursae Minoris b, планета с массой примерно как Юпитер на орбите, которая удерживает ее от своей звезды примерно наполовину дальше, чем Земля от Солнца.

Планета была обнаружена в 2015 году группой корейских астрономов с помощью метода «доплеровского колебания», который измеряет гравитационное притяжение планеты к звезде. В 2019 году Международный астрономический союз назвал звезду Пэкду и планету Халла в честь самых высоких гор на Корейском полуострове.

Планета, которой не должно быть

Анализ новых данных о звезде Пэкду, собранных космическим телескопом NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), привел к неожиданному открытию. В отличие от других красных гигантов, которые содержат экзопланеты на близких орбитах, Пэкду уже начал синтез гелия в своем ядре.

Используя методы астросейсмологии, изучающей волны внутри звезд, астрономы определили, что Пэкду начал сжигать гелий в своем ядре. Однако, это открытие вызвало много вопросов: если Пэкду сжигает гелий, то в прошлом он должен был быть намного больше — настолько большим, что должен был поглотить планету Халла. Как возможно, что Халла выжила?

Это загадка, которую астрономы пока не могут разгадать. Они предложили несколько возможных решений, но ни одно из них не дает полного объяснения. Одна из гипотез заключается в том, что Халла могла образоваться на более широкой орбите и избежать поглощения звездой. Другая гипотеза предполагает, что Халла могла быть планетой другой звезды, которая была захвачена Пэкду.

Однако, чтобы окончательно разрешить эту загадку, требуется провести дальнейшие исследования и собрать больше данных. Астрономы надеются, что будущие миссии, такие как James Webb Space Telescope, помогут раскрыть эту тайну.