Возле мертвой звезды обнаружили удивительный объект

Фрагмент планеты, переживший смерть своей звезды, был обнаружен астрономами на диске из обломков вокруг белого карлика.

Об этом говорится в пресс-релизе Университета Уорика.

Богатый железом и никелем планетезималь пережил общесистемный катаклизм, вызвавший смерть его звезды SDSS J122859.93+104032.9. Учитывая, что он когда-то был частью большой планеты, его выживание тем более удивительное, поскольку он вращается ближе к своей звезде, чем считалось возможным, обходя ее раз в 2 часа.

/ Смотрите интересные новости о космосе. /

Это открытие, которое было опубликовано в журнале Science, является первым случаем, когда для выявления твердого тела на орбите вокруг белого карлика ученые применили спектроскопию для идентификации дополнительного газа, генерируемого планетезималем.

С помощью телескопа "Gran Telescopio Canarias" в Ла-Пальме, Испания, ученые изучали диск из осколков, вращающийся вокруг белого карлика на расстоянии 410 световых лет от нас, образованный разрушением каменистых тел, состоящих из таких элементов, как железо, магний, кремний и кислород - четырех ключевых строительных блоков Земли и большинства каменистых тел. Внутри этого диска они обнаружили кольцо газа, вытекающего из твердого тела, как будто хвост кометы. Этот газ может генерироваться или самим телом, или выбрасыванием пыли, когда оно сталкивается с мелкими обломками внутри диска.

Астрономы подсчитали, что это тело должно быть размером не менее километра, но и может достигать диаметра в несколько сотен километров, что сопоставимо с крупнейшими астероидами, известными в нашей Солнечной системе.

Белые карлики - остатки звезд, подобных нашему Солнцу, которые сожгли все свое топливо и сбросили свои внешние слои, оставив плотное ядро, которое медленно охлаждается. Именно эта звезда настолько резко уменьшилась, что планетезимальные орбиты находятся в пределах начального радиуса их солнца. Факты свидетельствуют о том, что он когда-то был частью более крупного тела, находясь дальше в солнечной системе, - вероятно, был планетой, которую разорвало, когда звезда начала процесс охлаждения.

Ведущий автор, научный сотрудник кафедры физики, доктор Кристофер Мансера сказал: "Изначально звезда имела около двух солнечных масс, но теперь белый карлик имеет только 70% массы нашего Солнца. Он также очень маленький - примерно размером с Землю - и это делает звезду, и и вообще всех белых карликов, чрезвычайно плотными".

"Гравитация белого карлика настолько сильна - примерно в 100 000 раз больше, чем у Земли - что типичный астероид будет разорван гравитационными силами, если он пройдет очень близко к белому карлик", - добавил он.

Соавтор, профессор Борис Гаенсике с кафедры физики, добавляет: "Планетезимали мы обнаружили глубоко в гравитационном колодце белого карлика, гораздо ближе к нему, чем можно было бы ожидать найти что-нибудь еще живое. Это возможно только потому, что он должен быть очень плотным и/или с большой вероятностью иметь такую внутреннюю прочность, которая удерживает его вместе, поэтому мы считаем, что он состоит в основном из железа и никеля.

Если бы это было чистое железо, он могло бы выжить там, где живет, но в равной степени это может быть тело, которое богато железом, но с внутренней силой, чтобы удерживать его вместе, что согласуется с тем, что планетезималь достаточно является массивным фрагментом ядра планеты. Если все правильно, то первоначальное тело имело диаметр не менее сотни километров, потому что только в этот момент планеты начинают дифференцироваться - как нефть на воде - и более тяжелые элементы опускаются чтобы создать металлическое ядро ​".

Открытие предлагает намек на то, какие планеты могут существовать в других солнечных системах, а также заглянуть в наше будущее.

Доктор Кристофер Мансера сказал: "Когда звезды стареют, они превращаются в красных гигантов, которые "очищают" большую часть внутренней части своей планетарной системы. В нашей Солнечной системе Солнце расширится до того места, где Земля вращается, и уничтожит Землю, Меркурий и Венеру. Марс и те, что за ним, выживут и будут двигаться дальше.

По общему мнению, через 5-6 миллиардов лет наша Солнечная система станет белым карликом вместо Солнца, вокруг которого будут вращаться Марс, Юпитер, Сатурн, внешние планеты, а также астероиды и кометы. Гравитационные взаимодействия, скорее всего, будут происходить в таких остатках планетных систем, то есть, большие планеты могут легко подтолкнуть меньше тела на орбиту, которая приближает их к белому карлику, где они раздробятся огромной гравитацией.

Изучение массы астероидов, или планетарных фрагментов, которые могут достичь белого карлика, может рассказать нам кое-что о планетах, которые, как мы знаем, должны находиться дальше в этой системе, но сейчас не можем найти.

Наше открытие - это только второй твердый планетезималь, найденный на тесной орбите вокруг белого карлика, когда первый был найден потому, что мусор, проходящий перед звездой, блокирует часть ее света - с помощью "метода транзита", который широко используется для выявления экзопланет вокруг солнцеподобных звезд. Чтобы найти такие транзиты, геометрия, по которой мы рассматриваем их, должна быть очень тонко настроена, что означает, что с каждой системой, которая наблюдается в течение нескольких часов, в основном не будет никаких результатов. Спектроскопический метод, который мы разработали в данном исследовании, может обнаружить близкие планетезимали без необходимости конкретного выравнивания. Мы уже знаем несколько других систем с мусорными дисками, очень похожими на SDSS J122859.93+104032.9, которые мы будем изучать в дальнейшем. Мы уверены, что откроем дополнительные планетезимали, вращающиеся вокруг белых карликов, что позволит нам узнать больше об их общих свойствах".

Д-р Мансера и профессор Гаенсике были поддержаны Европейским исследовательской советом (ERC) в рамках программы ЕС по исследованиям и инновациям (грантовая соглашение 320964).