Данные «Хаббла» 1999 года указывают на планету, родившуюся после гибели своей звезды

Планета могла сформироваться из обломков умирающей звезды, спустя долгое время после рождения её первоначальных планет. Доказательства более четверти века оставались незамеченными в архиве космического телескопа «Хаббл» — набор спектральных линий, которые никто не мог идентифицировать, пока аспирант не сопоставил их с ниобием.

Этого металла не должно быть там в таких количествах. Его присутствие указывает на газовый гигант размером примерно с Юпитер, который построил себя из газа, сброшенного звездой на её последней стадии гиганта. Все известные нам планеты, включая Землю, образовались из остатков рождения звезды. Эта же сформировалась бы из остатков смерти, и это означало бы, что планетная история звезды не обязана заканчиваться вместе с самой звездой.

Звезда — HS 0209+0832, белый карлик примерно в 270 световых годах от Земли. Белый карлик — это обнажённое ядро звезды, подобной Солнцу, которая сожгла своё топливо и выбросила внешние слои в космос. Команда под руководством Джейми Уильямса (Jamie Williams), аспиранта Уорикского университета в Великобритании, сообщает в журнале Nature Astronomy, что белый карлик поглощает материал, не похожий ни на что в Солнечной системе.

«Вместо того чтобы стадия белого карлика была своего рода эпилогом к истории звезды и её планет, это исследование указывает на то, что знакомые нам системы — лишь первая глава потенциально гораздо более длинной истории, в которой появляются новые персонажи», — сказал Уильямс в пресс-релизе ЕКА/Хаббл.

Как 27-летний спектр раскрыл собственное «холодное дело»

Когда «Хаббл» впервые навёл свой спектрограф на HS 0209+0832, тот разложил ультрафиолетовый свет звезды на радугу длин волн. Атомы в атмосфере звезды поглощают свет на определённых длинах волн, поэтому каждый элемент оставляет свой собственный рисунок тёмных линий. Примерно 100 из этих линий не соответствовали ничему в атомных каталогах, которыми астрономы пользовались в то время.

Уильямс вернулся к архивным данным с обновлённой базой данных атомных переходов и обнаружил, что ниобий объясняет многие из загадочных линий. «То, что „Хаббл“ показывает нам в этой системе белого карлика, — это то, чего мы раньше не видели: высокое содержание элемента ниобия, сигнатуру которого я не узнал, когда впервые нашёл её в архивных данных», — сказал он.

Затем команда проверила вторую, независимую запись. Выведенный из эксплуатации ультрафиолетовый спутник НАСА FUSE также наблюдал эту звезду, и его спектры показали ту же сильную сигнатуру ниобия. Более новые спектры «Хаббла» дополнили остальную химию: атмосфера белого карлика богата цинком, медью и ниобием — всеми элементами тяжелее железа, тогда как кремний и железо, основа каменистых планет, истощены.

Последний фрагмент поступил от спутника НАСА TESS, построенного для поиска планет путём наблюдения за звёздами на предмет небольших падений яркости. За четыре месяца он обнаружил, что белый карлик становится ярче и тускнеет примерно на 0,12 процента с циклом в 4,399 дня. Команда интерпретирует этот ритм как планету на тесной орбите примерно в 6 миллионах километров от звезды — примерно десятая часть расстояния Меркурия от Солнца.

Почему ниобий указывает на смерть звезды, а не на её рождение

Обычные белые карлики с «загрязнённой» атмосферой — распространённое явление. Примерно от четверти до половины из них демонстрируют металлы, которые должны были опуститься из поля зрения в течение дней или миллионов лет, в зависимости от звезды, и обычное объяснение состоит в том, что они поглощают раздробленные астероиды или планеты. Химия этих обломков до сих пор очень напоминала тела в нашей Солнечной системе: много железа, кремния, магния и кислорода.

HS 0209+0832 нарушает эту закономерность. Элементы тяжелее железа не производятся термоядерным синтезом, который питает звезду большую часть её жизни. Многие из них, включая ниобий, создаются в процессе медленного захвата нейтронов, который протекает глубоко внутри звёзд, подобных Солнцу, во время их последней стадии гиганта, а затем выносится на поверхность и рассеивается. «Ниобий и другие элементы тяжелее железа астрономически особенны, потому что, в отличие от многих распространённых элементов, они не образуются в ядрах звёзд в результате термоядерного синтеза», — сказал Николас Стоун (Nicholas Stone), теоретический астрофизик из Университета Висконсин–Мэдисон и член команды.

Таким образом, материал, падающий на звезду, несёт отпечаток собственного умирающего газа звезды. Сценарий команды таков: часть этого выброшенного газа собралась в новый газовый гигант, а остальная рассеялась. Белый карлик ещё молод и очень горяч — около 35 000 градусов Цельсия, и его излучение испаряет атмосферу планеты. Этот улетающий газ будет тянуться за планетой, как хвост кометы, оседать в диск и дождём падать на звезду — именно там, где его видит «Хаббл».

«Когда Джейми спросил меня о ниобии в связи с этим исследованием, я был просто ошеломлён, поскольку этот элемент не был зарегистрирован ни в одном другом белом карлике, проанализированном на сегодняшний день. Как только мы поняли, что он там есть, всё встало на свои места», — сказал Борис Генсике (Boris Gaensicke), астроном из Уорикского университета и соавтор.

Как это соотносится с другими планетами вокруг мёртвых звёзд

Лишь горстка планет известна вокруг белых карликов. Самая известная — WD 1856+534 b — мир размером с Юпитер, который TESS засёк проходящим перед своим белым карликом каждые 1,4 дня. Как и Земля, она считается выжившей: планета первого поколения, сформировавшаяся вместе со своей звездой и каким-то образом оказавшаяся рядом с остатком.

Самые первые подтверждённые экзопланеты обращаются вокруг пульсара — коллапсированного ядра, оставшегося после сверхновой, и одно из ведущих объяснений состоит в том, что они тоже образовались из обломков после взрыва. Но ничто в сигнале пульсара не раскрывает, из чего сделаны эти планеты. У HS 0209+0832 аргумент опирается на химию, поэтому команда описывает её как первого кандидата с составом, ожидаемым для планеты, построенной из выбросов умирающей звезды.

Сравнение также смотрит в будущее. Через несколько миллиардов лет Солнце раздуется до красного гиганта, потеряет большую часть своей массы и осядет как белый карлик. Если планеты второго поколения могут формироваться в этом сброшенном газе, то будущее Солнечной системы в виде белого карлика может включать миры, которых ещё не существует.

Что исследование не проясняет

Планета не наблюдалась напрямую. Она выводится из двух линий доказательств: странной химии газа, падающего на звезду, и 4,4-дневного цикла яркости. Статья на всём протяжении называет её кандидатом, и сигнал TESS имеет более одного толкования. Это может быть свечение горячей дневной стороны планеты, вращающейся в поле зрения и из него, или кометный хвост улетающего газа, проходящий перед звездой, как отмечают сами авторы.

Аргумент о составе силён, но он опирается на единственную систему. Ни одна модель пока не объясняет подробно, как газовый гигант собирается из истечения умирающей звезды, как часто это происходит или как долго такая планета выживает под излучением белого карлика. Уильямс считает, что эта, вероятно, выживет, потому что звезда остынет и перестанет её обдирать. Это прогноз, а не наблюдение.

Другие объяснения для металлов необходимо исключить с помощью дополнительных данных. Авторы утверждают, что гелий в атмосфере и почти полное отсутствие породообразующих элементов указывают на улетающую атмосферу планеты, а не на раздробленный астероид, но вторая система с той же сигнатурой имела бы гораздо больший вес, чем любое отдельное измерение.

Часто задаваемые вопросы о планетах второго поколения

Что такое планета второго поколения?

Это планета, которая формируется вокруг звёздного остатка, например белого карлика, из материала, выброшенного звездой на поздних этапах её жизни. Земля и другие планеты Солнечной системы — планеты первого поколения, созданные из газа и пыли, оставшихся после формирования Солнца.

Что такое белый карлик?

Белый карлик — это горячее, плотное ядро, остающееся после того, как звезда вроде Солнца исчерпывает топливо и сбрасывает внешние слои. Он упаковывает примерно массу звезды в шар размером с Землю и медленно остывает в течение миллиардов лет.

Как «Хаббл» может найти планету, которую не видит?

«Хаббл» измерил химические элементы, падающие на белый карлик, и эти элементы соответствовали газу, который выделяет умирающая звезда, а не обычной породе. Отдельный спутник TESS зафиксировал регулярный цикл яркости в 4,4 дня, который команда приписывает планете на близкой орбите.

Образует ли Солнце новые планеты после своей смерти?

Пока никто не знает. Солнце станет белым карликом через несколько миллиардов лет и по пути сбросит большую часть своей массы, так что сырой материал будет существовать. Это открытие предполагает, что планеты могут формироваться из такого материала, но один кандидат не может сказать, как часто это происходит.

Почему важен ниобий?

Ниобий тяжелее железа, и звёзды не могут производить его с помощью термоядерного синтеза, который питает большую часть их жизни. Большая его часть производится во время последней стадии гиганта звезды, поэтому обнаружение большого количества ниобия в газе, падающем на белый карлик, указывает на материал, происходящий от умирающей звезды, а не от обычных планет.

Что дальше

«Хаббл» впервые наблюдал звезду в 1999 году, а новый анализ был опубликован в Nature Astronomy 5 октября 2026 года вместе с пресс-релизом ЕКА/Хаббл. Уильямс планирует использовать «Хаббл» в ближайшие несколько лет для поиска других белых карликов с такой же химией, что покажет, является ли HS 0209+0832 единичным случаем или первым представителем популяции. Дальнейшие наблюдения её 4,4-дневного цикла на других длинах волн также могут отличить светящуюся планету от проходящего хвоста газа.

Ссылка: Williams et al., «Discovery of a second-generation planet candidate accreting onto a white dwarf,» Nature Astronomy, 2026. DOI: 10.1038/s41550-026-02983-7

Теги: астрономия, белый карлик, экзопланеты, HS 0209+0832, Hubble, TESS