Космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые провел детальное исследование атмосферы гигантской экзопланеты, обращающейся вокруг белого карлика — остатка звезды, завершившей стадию красного гиганта. Объект WD 1856 b давно привлекает внимание астрономов, поскольку его существование противоречит привычным представлениям. Планета находится слишком близко к белому карлику, обладает более высокой температурой, чем ожидалось, и стала первым известным объектом такого типа, пережившим гибель своей звезды.
Экзопланету WD 1856 b обнаружили случайно в 2020 году. Поиски планет возле белых карликов тогда не проводились целенаправленно, поскольку считалось, что близкие к звезде планеты неизбежно погибают во время ее превращения в красного гиганта. Расширяющаяся оболочка должна уничтожить такие объекты или же они впоследствии оказываются поглощены звездным остатком. Поэтому находка рядом с белым карликом стала неожиданностью.
Система расположена примерно в 82 световых годах от Земли. Радиус WD 1856 b составляет около 0,9 радиуса Юпитера, а масса, согласно новой оценке, находится в диапазоне от 4,3 до 10,9 массы Юпитера. Белый карлик WD 1856+534 лишь немного крупнее Земли, имеет массу около 0,52 солнечной и остывает уже приблизительно шесть миллиардов лет.
Транзит планеты по диску звезды продолжается всего восемь минут. При этом светимость уменьшается лишь наполовину, хотя при существующих моделях звезда должна была бы полностью скрываться. Такая особенность вынудила исследователей изменить стандартные модели анализа транзитов, чтобы корректно описать необычную систему.
Во время наблюдений в спектре атмосферы выявили признаки углеводородов с общей статистической значимостью около 4σ. Основным соединением оказался метан, содержание которого оценивается примерно в семь процентов. Для сравнения, в атмосфере Юпитера его доля составляет около 0,3 процента. Этот результат осложнил применение существующих моделей температурной эволюции газовых гигантов, которые используются для определения истории подобных объектов.
От температуры зависит выбор одного из двух сценариев происхождения системы. Согласно первому, планета находилась рядом со звездой еще до ее превращения в белого карлика. Второй вариант предполагает, что первоначально WD 1856 b обращалась по далекой орбите, а затем значительно позже сместилась ближе под действием гравитации.
Без корректировки моделей более вероятным считается второй сценарий. Дополнительным аргументом служит наличие у звезды нескольких удаленных компаньонов. Их гравитационное влияние могло изменить орбиту планеты, сделав ее сильно вытянутой, после чего объект постепенно приблизился к белому карлику по сужающейся спирали спустя миллиарды лет после гибели звезды. Такой механизм объясняет, как планета избежала разрушения во время стадии красного гиганта.
Сейчас WD 1856 b находится всего в 0,02 астрономической единицы от белого карлика и совершает полный оборот вокруг него за 1,4 суток. Во время сближения приливные силы разогрели планету и постепенно превратили ее орбиту в почти круговую. Таким образом, объект оказался рядом со звездным остатком уже спустя миллиарды лет после ее эволюции.
