Получены спектры планеты, которая больше звезды

НО не массивнее, разумеется. Астрономы из США и Канады с помощью "Уэбба" получили спектр атмосферы гигантской экзопланеты WD 1856 b, обращающейся вокруг остывающего белого карлика WD 1856+534 (TOI-1690).

Наблюдения показали, что несмотря на то, что температура этой планеты оказалась значительно выше ожидаемой, это всё-таки планета, а не коричневый (суб)карлик, т.к. её масса 5,2017 раз больше массы Юпитера). Эти выводы подтверждают выводы 2025 года, и, по мнению авторов исследования, это может свидетельствовать о сложной истории её эволюции после гибели родительской звезды.

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adc9ad

Белые карлики представляют собой плотные остатки не очень массивных звёзд. После исчерпания запасов термоядерного топлива такие звёзды раздуваются до стадии красного гиганта, сбрасывают внешние оболочки, а их ядро сжимается до размеров, сопоставимых с Землёй. Именно такой путь, как ожидается, примерно через 5 миллиардов лет пройдёт и Солнце.

WD 1856 b находится в созвездии на расстоянии 80,735 световых годах от Земли. Эта экзопланета имеет радиус 0,91 радиус Юпитера. При этом сама планета примерно в семь раз больше по диаметру, чем белый карлик, вокруг которого она обращается.

Исследование атмосферы таких объектов существенно отличается от наблюдений экзопланет у более стандартных светил. Во время транзита WD 1856 b лишь часть её атмосферы проходит по диску белого карлика. Кроме того, прохождение экзоюпитера длится всего восемь минут, а сам белый карлик WD 1856 значительно холоднее, тусклее. По температуре он ближе к оранжевым звездам, чем к белым карликам. Потому исследователям пришлось разработать новые подходы к анализу спектров специально для подобных систем.

Первый (и главный) сюрприз: температура планеты. До наблюдений астрономы ожидали, что она составляет от 94 до -113°C, однако измерения показали температуру 126°C. Поскольку белый карлик существует уже 5,4 миллиарда лет и всё это время постепенно остывает, исследователи пришли к выводу, что современную температуру WD 1856 b нельзя объяснить только излучением звезды. Более того, результаты моделирования показали, что максимальной температуры планета достигла лишь спустя миллиарды лет, когда белый карлик уже начал сильно остывать.

Одним из возможных объяснений авторы называют влияние других звёзд в далёком прошлом. Белый карлик не одинок, а является частью звёздной системы красных карликов G 229-20. G 229-20 A удалён от WD 1856+534 на 365,15 а. е., а G 229-20 B — 329,47 а. е.Планет у них пока не обнаружено. Согласно предположению авторов, гравитационное воздействие самой звезды на момент, когда она была красным гигантом, или гравитационное влияние пары, или гипотетического, выброшенное в вечную космическую Одиссею могло одновременно сместить WD 1856 b с более далёкой орбиты ближе к белому карлику и вызвать дополнительный нагрев планеты.

Другой сюрприз: из-за слишком большой для планеты чуть меньшей Юпитера массы её плотность оценивается 7631 кг на куб. м. Для сравнения: средняя плотность Земли составляет 5515 кг на куб. м, а Юпитера — всего 1326 кг на куб. м!?

Такая большая плотность — результат колоссального гравитационного самосжатия. Когда газовый гигант набирает массу более четырёх Юпитеров, его радиус перестает расти. Вместо этого чудовищная гравитация начинает сжимать водородно-гелиевую смесь в экзотические сверхплотные состояния. Вопреки первому впечатлению о высокой плотности, водород там находится в жидком (текучем) металлическом состоянии, а не в твердом. Внутреннее приливное тепло планеты разогревает её ядро и глубокие мантии до температур в десятки тысяч градусов.?

При таком инферно кристаллическая решетка твердого металла существовать не может — водород ведет себя как бурлящий, сверхплотный жидкий океан из свободных протонов и электронов.

И если бы в WD 1856 b на полной скорости влетела планета меньшей плотности, более плотная WD 1856 b буквально "проглотит" её без особого вреда. Правда, раскалится добела.

Третий сюрприз: в WD 1856 b содержится значительное количество метана и иных элементов, содержащих в основе углерод — их концентрация как минимум в 100 раз превышает солнечную.

Интересно и то, что как рисуют художники эту планету (грязно-бордовый шар) — почти верная интерпретация. Ведь из-за огромного количества метана красный и инфракрасный свет поглощаются, а плотная дымка фотохимического смога (как на Титане) эффективно рассеивает свет красном спектре. Но ключевое слово "почти".

Обилие углеводородов, так как ацетилен(C2H2), сероводорода, фосфина, синильная(HCN) кислота, этилен(C2H4) и этан(C2H6) под слабым ультрафиолетом рождает органические молекулы — толины. Они дадут планете не розоватый, а шоколадно-коричневый оттенок с мягким багровым подтоном и придадут ей матовый, "вязкий" вид.

На дневной стороне (где хоть немного, но светит звезда) этот смог может казаться более желтоватым или белесым из-за рассеивания света. А из-за того, что год на планете длится 34 часа, WD 1856 b приливно захвачен (повернута к ней одной стороной хоть белый карлик размером чуть больше Земли, НО он в 180 раз массивнее планеты-гиганта) на планете не может быть полос, похожих на полосы Юпитера или Сатурна. Он гораздо более сложный, динамичный и "чужой".?

Ветра с теоретическими скоростями до 3500 км/ч (не так уж много на фоне атмосферных хаосов у эксцентричных и [https://vk.com/wall-68252936_228249|(очень)горячих] планет) из-за разницы температур размывают облака в бесконечные горизонтальные полосы и закрученные ураганные ленты, опоясывающие всю планету по экватору.

Их должно быть немного — всего 3-4 крупных глобальных потока (на Юпитере их десятки). Из-за медленного вращения планеты силы Кориолиса слабы, поэтому атмосфера не дробится на множество мелких полос, а движется гигантскими широкими реками и они будут сильно размытыми. Представьте, что вы смотрите на Юпитер через очень густой слой полупрозрачного коричневого тумана.?

В области терминатора (смена дня и ночи) газ с дневной стороны резко остывает и там должны быть турбулентные завихрения и гигантские воронки, уходящие на ночную сторону. И эти вихри не похожи на Большое Красное Пятно Юпитера. Из-за физических свойств этого мира его динамика подчиняется совершенно иным законам.

Модели трехмерной циркуляции (3D GCM) предсказывают формирование двух гигантских постоянных вихрей — по одному в северном и южном полушариях, прямо на границе дня и ночи. Примерно 30–45 градусов северной и южной широты). И если бы мы смотрели на WD 1856 b сбоку, мы бы увидели, как относительно ровные коричневатые полосы дневной стороны на линии терминатора резко изгибаются, закручиваясь в колоссальные, мрачные узоры, уходящие в темноту ночного полушария. Какой формы могут быть эти вихри пока невозможно выявить. Но вероятнее всего они S-образной или вытянутой шевронообразной (V) формы. Для стороннего наблюдателя они должны выглядеть как гигантские закрученные дуги, которые "всасывают" оранжево-коричневатый "смог" с дневной стороны и шлейфом уводят его в темноту ночной. Важно учесть, что в северном полушарии планеты вихрь на терминаторе будет закручиваться против часовой, а в южном — по часовой стрелке. И по большому счету — это почти один вихрь. Только разделенный на двое и его узор.

А в самых холодных зонах (на ночной стороне и у полюсов) естественный углеводородный "смог" может сгущаться в более плотные, перистые и призрачные облака из микроскопических ледяных кристаллов аммиака. Из-за этого левый вихрь может быть чуть более рваным и волокнистым (с тонкими белесыми "прядями"), так как он несет в себе остатки сконденсировавшегося за ночь аммиачного льда. Также из-за того, что звезда планеты крошечная, переход от дня к ночи будет относительно узким, но очень мягким из-за того, что густой смог сильно рассеивает свет на горизонте.

https://arxiv.org/abs/2507.05422

Очень близкая орбита WD 1856 b — ещё одна особенность этого суперюпитера. Если бы этот экзомир изначально вращался на таком расстоянии, она бы сгорела, когда звезда была красным гигантом. Впрочем, её богатый углеводородами состав подтверждает, что она изначально сформировалась на далекой и холодной окраине своей системы, а уже значительно позже мигрировала вплотную к звёздному остатку.

WD 1856 b — удивительный гибрид: по размерам и массе это Юпитер, по химическому составу и цвету — переросший Титан, а по температурному режиму и приливному замку — промежуточный этап между планетами и субкоричневыми карликами, уникальный реликт, разогревающий сам себя изнутри прямо на фоне остатка звезды, который спокойно и величественно вращающийся вокруг него.

Исследование этой планеты показывает, что газовые гиганты могут продолжать эволюционировать и после гибели своих звёзд. Такие миры способны менять орбиты, вновь нагреваться и испытывать изменения в химическом составе своих атмосфер.

Источник: arxiv.org