Біля мертвої зірки виявили дивовижний об′єкт

Фрагмент планети, який пережив смерть своєї зірки, був виявлений астрономами на диску з уламків навколо білого карлика.

Про це йдеться в прес-релізі Університету Уоріка.

Багатий на залізо і нікель планетезималь пережив загальносистемний катаклізм, що спричинив смерть його зірки SDSS J122859.93+104032.9. Зважаючи, що він колись був частиною великої планети, його виживання тим більш дивовижне, оскільки він обертається ближче до своєї зірки, ніж вважалося можливим, обходячи її раз на дві години.

/ Дивіться цікаві новини про космос. /

Це відкриття, яке було опубліковано в журналі Science, є першим випадком, коли для виявлення твердого тіла на орбіті навколо білого карлика вчені застосували спектроскопію для ідентифікації додаткового газу, який генерує планетезималь.

За допомогою телескопа "Gran Telescopio Canarias" в Ла-Пальмі, Іспанія, вчені вивчали диск із уламків, який обертається навколо білого карлика на відстані 410 світлових років від нас, утворений руйнуванням кам′янистих тіл, що складаються з таких елементів, як залізо, магній, кремній і кисень - чотирьох ключових будівельних блоків Землі і більшості кам′янистих тіл. Всередині цього диска вони виявили кільце газу, що витікає з твердого тіла, ніби хвіст комети. Цей газ може генеруватися або самим тілом, або викиданням пилу, коли воно стикається з дрібними уламками всередині диску.

Астрономи підрахували, що це тіло має бути розміром не менше кілометра, але й може сягати діаметра у кілька сотень кілометрів, що можна порівняти з найбільшими астероїдами, відомими в нашій Сонячній системі.

Білі карлики - залишки зірок, подібних нашому Сонцю, які спалили все своє паливо і скинули свої зовнішні шари, залишивши щільне ядро, яке повільно охолоджується. Конкретно ця зірка настільки різко зменшилася, що планетезимальні орбіти знаходяться в межах початкового радіусу їхнього сонця. Факти свідчать про те, що він колись був частиною більш великого тіла, знаходячись далі в сонячній системі, - ймовірно, був планетою, яку розірвало, коли зірка почала процес охолодження.

Провідний автор, науковий співробітник кафедри фізики, доктор Крістофер Мансер сказав: "Початково зірка мала близько двох сонячних мас,але тепер білий карлик має лише 70% маси нашого Сонця. Він також дуже маленький - приблизно розміром із Землю - і це робить зірку, та й взагалі всіх білих карликів, надзвичайно щільними".

"Гравітація білого карлика є настільки сильною - приблизно в 100 000 разів більше, ніж у Землі - що типовий астероїд буде розірваний гравітаційними силами, якщо він пройде дуже близько до білого карлика", - додав він.

Співавтор, професор Борис Гаенсіке з кафедри фізики, додає: "Планетезималь ми виявили глибоко в гравітаційному колодязі білого карлика, набагато ближче до нього, ніж можна було б очікувати знайти що-небудь ще живе. Це можливо тільки тому, що він повинен бути дуже щільним і/або з великою імовірністю мати внутрішню міцність, яка утримує його разом, тому ми вважаємо, що він складається в основному з заліза і нікелю.

Якщо б це було чисте залізо, воно могло б вижити там, де живе, але в рівній мірі це може бути тіло, яке багате залізом, але з внутрішньою силою, щоб утримувати його разом, що узгоджується з тим, що планетезималь є досить масивним фрагментом ядра планети. Якщо все правильно, то початкове тіло мало діаметр не менше сотень кілометрів, тому що тільки в цей момент планети починають диференціюватися - як нафта на воді - і більш важкі елементи опускаються щоб створити металеве ядро".

Відкриття пропонує натяк на те, які планети можуть існувати в інших сонячних системах, а також зазирнути в наше майбутнє.

Доктор Крістофер Мансер сказав: "Коли зірки старішають, вони перетворюються на червоних гігантів, які "очищають" більшу частину внутрішньої частини своєї планетарної системи. У нашій Сонячній системі Сонце розшириться до того місця, де зараз Земля обертається, і знищить Землю, Меркурій і Венеру. Марс і ті, що за ним, виживуть і рухатимуться далі.

За загальною думкою, через 5-6 мільярдів років наша Сонячна система стане білим карликом замість Сонця, навколо якого обертатимуться Марс, Юпітер, Сатурн, зовнішні планети, а також астероїди та комети. Гравітаційні взаємодії, швидше за все, відбуватимуться в таких залишках планетних систем, тобто, більші планети можуть легко підштовхнути менші тіла на орбіту, яка наближає їх до білого карлика, де вони розкришаться величезною гравітацією.

Вивчаючи маси астероїдів, або планетарних фрагментів, які можуть досягти білого карлика, може розповісти нам дещо про планети, які, як ми знаємо, повинні знаходитися далі в цій системі, але зараз не можемо виявити.

Наше відкриття - це лише другий твердий планетезималь, знайдений на тісній орбіті навколо білого карлика, з ще одним раніше знайденим з-за сміття, що проходить перед зіркою, блокуючи частину світла - це " метод транзиту", який широко використовується для виявлення екзопланет навколо сонцеподібних зірок. Щоб знайти такі транзити, геометрія, за якою ми розглядаємо їх, повинна бути дуже тонко налаштована, що означає, що з кожною системою, що спостерігається протягом кількох годин, в основному не буде ніяких результатів. Спектроскопічний метод, який ми розробили в даному дослідженні, може виявити близькі планетезималі без необхідності конкретного вирівнювання. Ми вже знаємо декілька інших систем зі сміттєвими дисками, дуже схожими на SDSS J122859.93+104032.9, які ми вивчатимемо надалі. Ми впевнені, що відкриємо додаткові планетезималі, що обертаються навколо білих карликів, що дозволить нам дізнатися більше про їхні загальні властивості".

Д-р Мансер і професор Гаенсіке були підтримані Європейською дослідницькою радою (ERC) в рамках програми ЄС з досліджень та інновацій (грантова угода 320964).