Мертва зоря розірвала свою планетарну систему

Передсмертна агонія зорі настільки сильно порушила її планетарну систему, що мертва зоря, звана білим карликом, тепер вбирає в себе уламки як зі внутрішньої, так і з зовнішньої частини системи.

Це перший випадок, коли астрономи спостерігали зірку-білого карлика за поглинанням як кам'янисто-металевого, так і крижаного матеріалу — інгредієнтів планет, розповідають в НАСА.

Архівні дані космічного телескопа "Хаббл" та інших обсерваторій НАСА відіграли важливу роль у діагностиці цього випадку космічного канібалізму. Отримані результати допомагають описати жорстоку природу планетних систем, що еволюціонували, і можуть розповісти астрономам про склад новостворених систем.

Висновки ґрунтуються на аналізі матеріалу, який був захоплений атмосферою не далеко розташованої зірки-білого карлика G238-44.

Новини за подібною темою:

		Астрономи знайшли незвичайну померлу зірку: одна її сторона з водню, інша - з гелію
		Астрономи відкрили бінарну систему з білим карликом до-низької маси
		Астрономи виявили незвичайний білий карлик-попередник наднової

Білий карлик — це те, що залишається від зірки, подібної до нашого Сонця, після того, як вона перестає спалювати паливо за допомогою ядерного синтезу та скидає свої зовнішні шари.

“Ми ніколи не бачили, щоб обидва ці типи об'єктів одночасно акреціювали на білого карлика”, - сказав Тед Джонсон, провідний дослідник і нещодавній випускник бакалаврату Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA). “Вивчаючи ці білі карлики, ми сподіваємося краще зрозуміти планетарні системи, які ще залишаються неушкодженими”.

Висновки інтригують ще й тому, що невеликим крижаним об'єктам приписується роль врізатися в сухі кам'янисті планети нашої Сонячної системи та "зрошувати" їх. Вважається, що мільярди років тому комети та астероїди доставили воду на Землю, створивши умови, необхідні для виникнення життя таким, яким ми його знаємо. Зі складу виявлених тіл, що сиплються на білого карлика, можна припустити, що крижані резервуари можуть бути поширеними серед планетних систем, говорить Джонсон.

“Життя, яким ми його знаємо, вимагає наявності кам'янистої планети, покритої різними елементами, такими як вуглець, азот та кисень”, - сказав Бенджамін Цукерман, професор UCLA та співавтор роботи. “Достаток елементів, які ми бачимо на цьому білому карлику, схоже, вимагає як кам'янистого, так і багатого на леткі речовини батьківського тіла — це перший приклад, який ми виявили в ході вивчення сотень білих карликів”.

На цій ілюстрованій діаграмі планетарної системи G238-44 показано її руйнування. Крихітна зірка-білий карлик знаходиться в центрі подій. Дуже невиразний акреційний диск складається зі шматків роздроблених тіл, що падають на білого карлика. Астероїди і планетарні тіла, що залишилися, утворюють резервуар матеріалу навколо зірки. Можливо, у системі все ще існують великі планети-гіганти. Набагато далі знаходиться пояс крижаних тіл, таких як комети, які також зрештою живлять мертву зірку. Credits: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

Дербі на знищення

Теорії еволюції планетних систем описують перехід між фазами зірки-червоного гіганта та білого карлика як хаотичний процес. Зоря швидко втрачає зовнішні шари, а орбіти її планет різко змінюються. Невеликі об'єкти, такі як астероїди та карликові планети, можуть виявитися надто близько до планет-гігантів і впасти на зірку. Дане дослідження підтверджує справжній масштаб цієї бурхливої хаотичної фази, показуючи, що протягом 100 мільйонів років після початку фази білого карлика зірка здатна одночасно захоплювати та поглинати матеріал зі свого пояса астероїдів та областей, схожих на пояс Койпера.

За оцінками, загальна маса, поглинена білим карликом у цьому дослідженні, може бути не більшою за масу астероїда або невеликого супутника. Хоча принаймні два об'єкти, які поглинаються білим карликом, безпосередньо не виміряні, ймовірно, один з них багатий на метали, як астероїд, а інший — крижане тіло, подібне до того, що знаходиться на околиці нашої Сонячної системи в поясі Койпера.

Хоча астрономи занесли до каталогу понад 5 000 екзопланет, єдина планета, про внутрішній устрій якої ми маємо хоч якесь уявлення, - це Земля. Канібалізм білого карлика дає унікальну можливість розібрати планети на частини та подивитися, з чого вони були зроблені, коли формувалися навколо зірки.

Команда виміряла наявність азоту, кисню, магнію, кремнію та заліза, серед інших елементів. Виявлення заліза у великій кількості свідчить про наявність металевих ядер планет земного типу, як-от Земля, Венера, Марс і Меркурій. Несподівано високий вміст азоту змусило їх дійти висновку про наявність крижаних тіл. “Найкраще наші дані відповідали поєднанню майже двом до одного — суміш матеріалу, схожого на Меркурій, та матеріалу, схожого на комету, що складається з льоду та пилу”, - каже Джонсон. “Металеве залізо та азотний лід передбачають абсолютно різні умови формування планет. Не існує жодного відомого об'єкта Сонячної системи, в якому було б так багато й того, й іншого”.

Смерть планетарної системи

Коли зірка, подібна до нашого Сонця, на пізньому етапі свого існування перетворюється на роздутого червоного гіганта, вона втрачає масу, здмухуючи свої зовнішні шари. Одним з наслідків цього може бути гравітаційне розсіювання дрібних об'єктів, таких як астероїди, комети та супутники будь-якими великими планетами, що залишилися. Подібно кулькам в аркадній грі, уцілілі об'єкти можуть бути викинуті на ексцентричні орбіти.

“Після фази червоного гіганта зірка-білий карлик, що залишилася, компактна — не більше Землі. У результаті планети виявляються дуже близько до зірки та відчувають потужні приливні сили, які розривають їх на частини, створюючи газоподібний та пиловий диск, який зрештою падає на поверхню білого карлика”, – пояснив Джонсон.

Дослідники розглядають кінцевий сценарій еволюції Сонця за 5 мільярдів років. Земля може повністю випаруватися разом з внутрішніми планетами. Але орбіти багатьох астероїдів у головному астероїдному поясі астероїдів гравітаційно збурені Юпітером і врешті-решт впадуть на білий карлик, яким стане залишок Сонця.

Понад два роки дослідницька група з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго та Кільського університету в Німеччині працювала над розгадкою цієї таємниці, аналізуючи елементи, виявлені на зірці-білому карлику, каталогізованій як G238-44. Їх аналіз включає дані, отримані за допомогою Спектроскопічного дослідника далекого ультрафіолетового діапазону (FUSE) НАСА, Ешелівського спектрометра високої роздільної здатності (HIRES) обсерваторії Кека на Гаваях, а також встановлених на “Хабблі” Спектрографа космічних витоків (COS) і Візуалізаційного спектрографа космічного телескопа (STIS).

Результати роботи команди були представлені на пресконференції Американського астрономічного товариства (AAS) у середу, 15 червня 2022 року.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Білий карлик
• зоряна еволюція