Знайдено стародавню зірку-білий карлик, оточену загадковими кільцями

Це найстаріший і найхолодніший з відомих білих карликів - розміром із Землю, від померлої зірки, схожої на Сонце, - і він оточений пилом і уламками. Астрономи підозрюють, що він може бути першим відомим білим карликом з кількома пиловими кільцями.

Відкриття зробив волонтер, який працював з проектом НАСА "Backyard Worlds: Planet 9", розповідають в американському національному аерокосмічному агентстві.

Зірка "LSPM J0207 + 3331" або коротко J0207, змушує дослідників переглянути моделі планетних систем і може допомогти нам дізнатися про далеке майбутнє нашої Сонячної системи.

"Цей білий карлик настільки старий, що будь-який процес подачі матеріалу в його кільця має працювати мільярдні роки", - сказав Джон Дебес, астроном з Наукового інституту космічного телескопа в Балтіморі. "Більшість моделей, створених ученими для пояснення кілець навколо білих карликів, працюють добре лише близько 100 мільйонів років, тому ця зірка насправді ставить під сумнів наші припущення про розвиток планетних систем".

Документ, що детально описує результати, під керівництвом Дебеса, був опублікований у випуску журналу The Astrophysical Journal Letters 19 лютого і тепер доступний в Інтернеті.

J0207 розташований на відстані 145 світлових років в сузір′ї Козерога. Білі карлики повільно охолоджуються, коли вони старіють. На основі температури лише трохи більшої 5800 градусів Цельсія, команда Дебеса підрахувала, що J0207 має вік в приблизно 3 мільярди років. Сильний інфрачервоний сигнал, отриманий від місії НАСА "Широкосмуговий інфрачервоний оглядач" (WISE), яка відображала все небо в інфрачервоному світлі, свідчив про присутність пилу, що робить J0207 найстарішим і найхолоднішим білим карликом з пилом, коли небудь відомим. Раніше пилові диски та кільця спостерігалися лише навколо білих карликів з віком в приблизно третину від J0207.

Коли у зірки, схожої на Сонце, закінчується паливо, вона розбухає в червоний гігант, викидає принаймні половину своєї маси і залишає за собою дуже гарячого білого карлика. Протягом гігантської фази зірки, планети і близькі до неї астероїди поглинаються і спалюються. Планети і астероїди, що знаходяться подалі, виживають, але віддаляються з розширенням їх орбіт. Це відбувається тому, що коли зірка втрачає масу, її гравітаційний вплив на навколишні об′єкти значно зменшується.

Цей сценарій описує майбутнє нашої Сонячної системи. Приблизно через 5 мільярдів років, Меркурій, потім Венера і, можливо, Земля будуть поглинуті, коли Сонце перетвориться на червоного гіганта. Впродовж сотень тисяч або мільйонів років внутрішня сонячна система буде очищена, а інші планети будуть дрейфувати зовні.

Проте, деякі білі карлики - від 1 до 4 відсотків - показують інфрачервоне випромінювання, що вказує, що вони оточені дисками або кільцями з пилу. Вчені вважають, що пил може виникати від далеких астероїдів і комет, наближеними до зірки гравітаційними взаємодіями зі зміщеними планетами. Коли ці маленькі тіла наближаються до білого карлика, сильна гравітація зірки розриває їх у процесі, який називається приливно-розривним. Уламки утворюють кільце з пилу, яке повільно накручуватиметься до поверхні зірки.

J0207 був знайдений в рамках проекту "Backyard Worlds: Planet 9" під керівництвом Марка Кучнера, співавтора і астрофізика в Космічному політному центрі НАСА в Грінбелті, штат Меріленд, який пропонує добровольцям розібратися в данних WISE для нових відкриттів.

Меліна Тевенот, співавтор і громадянський вчений в Німеччині, що працює з проектом, спочатку думала, що інфрачервоний сигнал - це погані данні. Вона шукала в архівах Gaia (космічний телескоп Європейського космічного агентства) коричневих карликів, об′єктів, які були занадто великими, щоб бути планетами і занадто малими, щоб бути зірками, коли вона помітила J0207. Коли Меліна подивилася на джерело в інфрачервоних данних WISE, воно було занадто яскравим і надто далеким, щоб бути коричневим карликом. Вона передала свої результати команді "Backyard Worlds: Planet 9". Дебес і Кучнер зв′язалися з співробітником Адама Бургасером з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, щоб отримати подальші спостереження за допомогою телескопа Кек II в обсерваторії В.М. Кека на Гаваях.

"Це дійсно мотиваційний аспект пошуку", - сказав Тевенот, один з більш ніж 150 тисяч громадських вчених проекту Backyard Worlds. "Дослідники переміщатимуть свої телескопи, щоб подивитися на світ, який ви виявили. Що особливо мені подобається, так це взаємодія з приголомшливою дослідницькою групою. Всі дуже добрі, і вони завжди намагаються отримати максимальну користь з наших відкриттів".

Спостереження Кека допомогли підтвердити властивості J0207. Тепер вченим залишається розв′язати головоломку як він вписується в їх моделі.

Дебес порівняв популяції астероїдних поясів у системах білих карликів із піском у пісочному годиннику. Спочатку, є постійний потік матеріалу. Планети відкидають астероїди всередину білого карлика, щоб ті розірвалися, залишаючи пиловий диск. Але з часом астероїдні пояси вичерпуються, як і піщинки пісочного годинника. Зрештою, весь матеріал на диску падає на поверхню білого карлика, тому у більш старих білих карликів, таких як J0207, буде менше шансів мати диски або кільця.

Кільце J0207 може бути складатися з кількох кілець. Дебес і його колеги припускають, що можуть бути дві окремі складові: одне тонке кільце якраз в місці, де припливи зірки розбивають астероїди, і ширше кільце ближче до білого карлика. Наступні місії, такі як космічний телескоп НАСА Джеймса Вебба, можуть допомогти астрономам розділити складові частини кільця.

"Ми створили Backyard Worlds: Planet 9 в основному для пошуку коричневих карликів і нових планет у Сонячній системі", - сказав Кучнер. "Але робота з громадськими завжди приводить до несподіванок. Вони ненажерливі - проект щойно відсвяткував свій другий день народження, а вони вже відкрили понад 1000 вірогідних коричневих карликів. Тепер, коли ми перезавантажили веб-сайт з подвоєною кількістю даних WISE, ми з нетерпінням чекаємо ще більш захоплюючих відкриттів".

Backyard Worlds: Planet 9 - це співпраця між NASA, Американським музеєм природної історії в Нью-Йорку, Університетом штату Арізона, Національною обсерваторією оптичної астрономії, Науковим інститутом космічного телескопа в Балтіморі, Каліфорнійським університетом в Сан-Дієго, Університетом Бакнелла, Університетом Оклахоми і Зуніверсу, співробітництво вчених, розробників програмного забезпечення та педагогів, які спільно розробляють та керують проектами громадської науки в Інтернеті.

WISE (Широкосмуговий інфрачервоний оглядач) - космічний телескоп, запущений у грудні 2009 року. Він був переведений у режим сну в 2011 році та був знову активований у 2013-му. За його допомогою були виявлені тисячі малих планет і численні зіркові скупчення. Сторінка місії WISE на сайті НАСА.

OstanniPodii.com