Мертвая звезда разорвала свою планетарную систему

Предсмертная агония звезды настолько сильно нарушила ее планетарную систему, что мертвая звезда, называемая белым карликом, теперь впитывает обломки как из внутренней, так и из внешней части системы.

Это первый случай, когда астрономы наблюдали звезду-белый карлик за поглощением как каменисто-металлического, так и ледяного материала – ингредиентов планет, рассказывают в НАСА.

Архивные данные космического телескопа "Хаббл" и других обсерваторий НАСА сыграли важную роль в диагностике этого случая космического каннибализма. Полученные результаты помогают описать жестокую природу эволюционировавших планетных систем и могут рассказать астрономам о составе новосозданных систем.

Выводы основываются на анализе материала, который был захвечен атмосферой недалеко расположенной звезды-белого карлика G238-44.

Новости по подобной теме:

		Астрономы нашли необычную умершую звезду: одна ее сторона из водорода, другая - из гелия
		Астрономы открыли бинарную систему с белым карликом до-низкой массы
		Астрономы обнаружили необычный белый карлик-предшественник сверхновой

Белый карлик – это то, что остается от звезды, подобной нашему Солнцу, после того, как она перестает сжигать топливо с помощью ядерного синтеза и сбрасывает свои внешние слои.

«Мы никогда не видели, чтобы оба этих типа объектов одновременно аккрецировали на белый карлик», – сказал Тед Джонсон, ведущий исследователь и недавний выпускник бакалавриата Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA). «Изучая эти белые карлики, мы надеемся лучше понять планетарные системы, которые еще остаются невредимыми».

Выводы интригуют еще и потому, что небольшим ледяным объектам приписывается роль врезаться в сухие каменистые планеты нашей Солнечной системы и "орошать" их. Считается, что миллиарды лет назад кометы и астероиды доставили воду на Землю, создав условия, необходимые для жизни такой, какой мы ее знаем. Из состава обнаруженных тел, сыплющихся на белый карлик, можно предположить, что ледяные резервуары могут быть распространены среди планетных систем, говорит Джонсон.

«Жизнь, каковой мы ее знаем, требует наличия каменистой планеты, покрытой разными элементами, такими как углерод, азот и кислород», - сказал Бенджамин Цукерман, профессор UCLA и соавтор работы. «Обилие элементов, которые мы видим на этом белом карлике, похоже, требует как каменистого, так и богатого летучими веществами родительского тела – это первый пример, который мы обнаружили в ходе изучения сотен белых карликов».

На этой иллюстрированной диаграмме планетарной системы G238-44 показано ее разрушение. Крохотная звезда-белый карлик находится в центре событий. Очень тусклый аккреционный диск состоит из кусков раздробленных тел, падающих на белый карлик. Астероиды и оставшиеся планетарные тела образуют резервуар материала вокруг звезды. Возможно, в системе все еще есть большие планеты-гиганты. Еще дальше находится пояс ледяных тел, таких как кометы, которые также в конечном счете питают мертвую звезду. Credits: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

Дерби на уничтожение

Теории эволюции планетных систем описывают переход между фазами звезды-красного гиганта и белого карлика как хаотический процесс. Звезда быстро теряет внешние слои, а орбиты ее планет резко меняются. Небольшие объекты, такие как астероиды и карликовые планеты, могут оказаться слишком близки к планетам-гигантам и упасть на звезду. Данное исследование подтверждает подлинный масштаб этой бурной хаотической фазы, показывая, что в течение 100 миллионов лет после начала фазы белого карлика звезда способна одновременно захватывать и поглощать материал из пояса астероидов и областей, похожих на пояс Койпера.

По оценкам, общая масса, поглощенная белым карликом в этом исследовании, может быть не больше массы астероида или небольшой луны. Хотя по крайней мере два объекта, которые поглощаются белым карликом, непосредственно не измерены, вероятно, один из них богат металлами, как астероид, а другой — ледяное тело, подобен тому, что находится на окраине нашей Солнечной системы в поясе Койпера.

Хотя астрономы внесли в каталог более 5 000 экзопланет, единственная планета, о внутреннем устройстве которой мы имеем хоть какое-нибудь представление, - это Земля. Каннибализм белого карлика дает возможность разобрать планеты на части и посмотреть, из чего они были сделаны, когда формировались вокруг звезды.

Команда измерила наличие азота, кислорода, магния, кремния и железа среди других элементов. Выявление железа в большом количестве свидетельствует о наличии металлических ядер планет земного типа, таких как Земля, Венера, Марс и Меркурий. Неожиданно высокое содержание азота заставило их сделать вывод о наличии ледяных тел. «Лучше всего наши данные соответствовали сочетанию почти двум к одному — смесь материала, похожего на Меркурий, и материала, похожего на комету, состоящую из льда и пыли», - говорит Джонсон. «Металлическое железо и азотный лед предусматривают совершенно разные условия формирования планет. Нет никакого известного объекта Солнечной системы, в котором было бы так много и того, и другого”.

Смерть планетарной системы

Когда звезда, подобная нашему Солнцу, на позднем этапе своего существования превращается в раздутый красный гигант, она теряет массу, сдувая свои внешние слои. Одним из последствий этого может быть гравитационное рассеивание мелких объектов, таких как астероиды, кометы и луны любыми оставшимися крупными планетами. Подобно шарикам в аркадной игре, уцелевшие объекты могут быть выброшены на эксцентричные орбиты.

«После фазы красного гиганта оставшаяся звезда-белый карлик компактна — не больше Земли. В результате планеты оказываются очень близко к звезде и чувствуют мощные приливные силы, которые разрывают их на части, создавая газообразный и пылевой диск, который в конце концов падает на поверхность белого карлика», – пояснил Джонсон.

Исследователи рассматривают конечный сценарий эволюции Солнца через 5 миллиардов лет. Земля может полностью улетучиться вместе с внутренними планетами. Но орбиты многих астероидов в главном астероидном поясе астероидов гравитационно возмущены Юпитером и в конце концов упадут на белый карлик, которым станет остаток Солнца.

Более двух лет исследовательская группа из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Кильского университета в Германии работала над разгадкой этой тайны, анализируя элементы, обнаруженные на звезде белом карлике, каталогизированной как G238-44. Их анализ включает данные, полученные с помощью Спектроскопического исследователя дальнего ультрафиолетового диапазона (FUSE) НАСА, Эшеловского спектрометра высокого разрешения (HIRES) обсерватории Кека на Гавайях, а также установленных на "Хаббле" Спектрографа космических истоков (COS) и Визуализационного спектрографа космического телескопа (STIS)

Результаты работы команды были представлены на пресс-конференции Американского астрономического общества (AAS) в среду, 15 июня 2022 года.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Белый карлик
• звездная эволюция