Найдена древняя звезда-белый карлик, окруженная загадочными кольцами

Это самый старый и самый холодный из известных белых карликов - размером с Землю, от умершей звезды, похожей на Солнце, - и он окружен пылью и обломками. Астрономы подозревают, что он может быть первым известным белым карликом с несколькими пылевыми кольцами.

Открытие сделал волонтер, который работал с проектом НАСА "Backyard Worlds: Planet 9", рассказывают в американском национальном аэрокосмическом агентстве.

Звезда "LSPM J0207 + 3331" или коротко J0207, заставляет исследователей пересмотреть модели планетных систем и может помочь нам узнать о далеком будущем нашей Солнечной системы.

"Этот белый карлик настолько старый, что любой процесс подачи материала в его кольца должен работать миллиарды лет", - сказал Джон Дебес, астроном из Научного института космического телескопа в Балтиморе. "Большинство моделей, созданных учеными для объяснения колец вокруг белых карликов, работают хорошо только около 100 тысяч лет, поэтому эта звезда на самом деле ставит под сомнение наши предположения о развитии планетных систем".

Документ, подробно описывающий результаты, под руководством Дебес, был опубликован в выпуске журнала The Astrophysical Journal Letters 19 февраля и теперь доступен в Интернете.

J0207 расположен в 145 световых годах в созвездии Козерога. Белые карлики медленно охлаждаются, когда они стареют. На основе температуры лишь несколько большей 5800 градусов Цельсия, команда Дебес подсчитала, что J0207 имеет возраст в примерно 3 миллиарда лет. Сильный инфракрасный сигнал, полученный от миссии НАСА "Широкополосный инфракрасный обозреватель" (WISE), которая отражала все небо в инфракрасном свете, свидетельствовал о присутствии пыли, что делает J0207 старейшим и самым холодным белым карликом с пылью, когда либо известным. Ранее пылевые диски и кольца наблюдались только вокруг белых карликов с возрастом в примерно треть от J0207.

Когда у звезды, похожей на Солнце, заканчивается топливо, она разбухает в красный гигант, выбрасывает по крайней мере половину своей массы и оставляет за собой очень горячего белого карлика. В течение гигантской фазы звезды, планеты и близкие к ней астероиды поглощаются и сжигаются. Планеты и астероиды, которые находятся подальше, выживают, но удаляются с расширением их орбит. Это происходит потому, что когда звезда теряет массу, ее гравитационное воздействие на окружающие объекты значительно уменьшается.

Этот сценарий описывает будущее нашей Солнечной системы. Примерно через 5 миллиардов лет Меркурий, затем Венера и, возможно, Земля будут поглощены, когда Солнце превратится в красного гиганта. В течение сотен тысяч или миллионов лет внутренняя солнечная система будет очищена, а другие планеты будут дрейфовать снаружи.

Однако, некоторые белые карлики - от 1 до 4 процентов - показывают инфракрасное излучение, указывающее, что они окружены дисками или кольцами из пыли. Ученые считают, что пыль может возникать от дальних астероидов и комет, приближенными к звезде гравитационными взаимодействиями со смещенными планетами. Когда эти маленькие тела приближаются к белому карлику, сильная гравитация звезды разрывает их в процессе, который называется приливно-разрывным. Обломки образуют кольцо из пыли, которое медленно накручивается к поверхности звезды.

J0207 был найден в рамках проекта "Backyard Worlds: Planet 9" под руководством Марка Кучнера, соавтора и астрофизика в Космическом полетном центре НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, который предлагает добровольцам разобраться в данных WISE для новых открытий.

Мелина Тевенот, соавтор и гражданский ученый в Германии, работающая с проектом, сначала думала, что инфракрасный сигнал - это плохие данные. Она искала в архивах Gaia (космический телескоп Европейского космического агентства) коричневых карликов, объектов, которые были слишком большими, чтобы быть планетами и слишком малы, чтобы быть звездами, когда она заметила J0207. Когда Мелина посмотрела на источник в инфракрасных данных WISE, он был слишком ярким и слишком далеким, чтобы быть коричневым карликом. Она передала свои результаты команде "Backyard Worlds: Planet 9". Дебес и Кучнер связались с сотрудником Адама Бургасером из Калифорнийского университета в Сан-Диего, чтобы получить дальнейшие наблюдения с помощью телескопа Кек II в обсерватории В.М. Кека на Гавайях.

"Это действительно мотивационный аспект поиска", - сказал Тевенот, один из более чем 150 тысяч гражданских ученых проекта Backyard Worlds. "Исследователи будут перемещать свои телескопы, чтобы посмотреть на мир, который вы обнаружили. Что особенно мне нравится, так это взаимодействие с потрясающей исследовательской группой. Все очень хорошие, и они всегда стараются извлечь максимальную пользу из наших открытий".

Наблюдение Кека помогли подтвердить свойства J0207. Теперь ученым остается решить головоломку как он вписывается в их модели.

Дебес сравнил популяции астероидных поясов в системах белых карликов с песком в песочных часах. Сначала, есть постоянный поток материала. Планеты отвергают астероиды внутрь белого карлика, чтобы те разорвались, оставляя пылевой диск. Но со временем астероидных пояса исчерпываются, как и песчинки песочных часов. В конце концов, весь материал на диске падает на поверхность белого карлика, поэтому у более старых белых карликов, таких как J0207, будет меньше шансов иметь диски или кольца.

Кольцо J0207 может состоять из нескольких колец. Дебес и его коллеги предполагают, что могут быть две отдельные составляющие: одно тонкое кольцо как раз в месте, где приливы звезды разбивают астероиды, и более широкое кольцо ближе к белому карлика. Следующие миссии, такие как космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба, могут помочь астрономам разделить составные части кольца.

"Мы создали Backyard Worlds: Planet 9 в основном для поиска коричневых карликов и новых планет в Солнечной системе", - сказал Кучнер. "Но работа с гражданскими всегда приводит к неожиданностям. Они прожорливы - проект только отпраздновал свой второй день рождения, а они уже открыли более тысячи возможных коричневых карликов. Теперь, когда мы перезагрузили сайт с удвоенным количеством данных WISE, мы с нетерпением ждем еще наиболее интересных открытий ".

Backyard Worlds: Planet 9 - сотрудничество между NASA, Американским музеем естественной истории в Нью-Йорке, Университетом штата Аризона, Национальной обсерваторией оптической астрономии, Научным институтом космического телескопа в Балтиморе, Калифорнийским университетом в Сан-Диего, Университетом Бакнелла, Университетом Оклахомы и Зуниверсу, сотрудничество ученых, разработчиков программного обеспечения и педагогов, которые совместно разрабатывают и руководят проектами гражданской науки в Интернете.

WISE (Широкополосный инфракрасный обозреватель) - космический телескоп, запущенный в декабре 2009 года. Он был переведен в спящий режим в 2011 году и был вновь активирован в 2013-м. С его помощью были обнаружены тысячи малых планет и многочисленные звездные скопления. Страница миссии WISE на сайте НАСА.

OstanniPodii.com