Мертвая звезда разорвала планетарную систему на части

Newswise – Боль смерти звезды настолько сильно разрушила планетарную систему, что мертвая звезда, которую она оставила, называемая белым карликом, притягивает обломки как внутренней, так и внешней систем. Это первый раз, когда астрономы наблюдали за белым карликом, потребляющим как минеральные, так и ледяные скальные породы, которые являются компонентами планет.

Архивные данные космического телескопа Хаббл НАСА и других обсерваторий НАСА сыграли важную роль в диагностике этого случая космического каннибализма. Результаты помогают описать бурную природу развитых планетных систем и могут рассказать астрономам о составе вновь образованных систем.

Результаты основаны на анализе материала, захваченного атмосферой близкого белого карлика G238-44. Белый карлик — это то, что осталось от звезды, подобной нашему солнцу, после того, как она сорвет свои внешние слои и перестанет сжигать топливо в результате ядерного синтеза. «Мы никогда не видели, чтобы эти два типа тел накапливались на белом карлике одновременно», — сказал Тед Джонсон, главный исследователь и недавний выпускник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA). «Изучая этих белых карликов, мы надеемся лучше понять все еще нетронутые планетные системы».

Полученные данные интересны еще и тем, что приписывают столкновение небольших ледяных тел и «орошение» сухих каменистых планет в нашей Солнечной системе. Считается, что миллиарды лет назад кометы и астероиды доставляли воду на Землю, создавая условия, необходимые для жизни, какой мы ее знаем. По словам Джонсона, состав тел, наблюдаемых дождем на белом карлике, предполагает, что ледяные резервуары могут быть обычным явлением среди планетных систем.

«Жизнь, какой мы ее знаем, требует каменистой планеты, покрытой различными элементами, такими как углерод, азот и кислород», — сказал Бенджамин Цукерман, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и соавтор. «Изобилие элементов, которое мы видим на этом белом карлике, по-видимому, требует каменистого тела с высокой летучестью — первый пример, который мы нашли среди исследований сотен белых карликов».

разрушить дерби

Теории эволюции планетарных систем описывают переход между фазами красного гиганта и белого карлика как хаотический процесс. Звезда быстро теряет свои внешние слои, и орбиты ее планет резко меняются. Небольшие объекты, такие как астероиды и карликовые планеты, могут приблизиться к планетам-гигантам и упасть на звезду. Это исследование подтверждает истинный масштаб этой бурной хаотической фазы, показывая, что в течение 100 миллионов лет после начала фазы белого карлика звезда способна одновременно захватывать и потреблять материал из пояса астероидов и областей, подобных поясу Койпера.

Предполагаемая общая масса, поглощенная белым карликом в этом исследовании, может быть не больше, чем масса астероида или небольшой луны. Хотя наличие по крайней мере двух объектов, поглощенных белым карликом, напрямую не измеряется, вполне вероятно, что один из них так же богат минералами, как астероид, а другой представляет собой ледяной объект, похожий на то, что находится на окраинах нашей Солнечной системы. в поясе Койпера.

Хотя астрономы классифицировали более 5000 экзопланет, Земля — единственная планета, о внутреннем строении которой у нас есть непосредственные знания. Каннибализм белых карликов дает уникальную возможность разбить планеты на части и узнать, из чего они были сделаны, когда впервые образовались вокруг звезды.

Команда измерила присутствие азота, кислорода, магния, кремния и железа среди других элементов. Открытие железа в больших количествах свидетельствует о существовании металлических ядер планет земной группы, таких как Земля, Венера, Марс и Меркурий. Неожиданно высокое содержание азота привело к выводу о наличии ледяных тел. «Наиболее подходящей для наших данных была смесь примерно два к одному из Меркурия и кометы, которая состоит из льда и пыли», — сказал Джонсон. «Железный металл и азотный лед относятся к очень разным условиям формирования планет. Известно, что ни одно тело в Солнечной системе не имеет и того, и другого».

смерть планетарной системы

Когда звезда, подобная нашему Солнцу, расширяется в пухлый красный гигант в конце своей жизни, она теряет свою массу, взорвав свои внешние слои. Одним из следствий этого может быть гравитационное рассеивание небольших объектов, таких как астероиды, кометы и луны, любыми оставшимися большими планетами. Как шарики для кеглей в аркадной игре, остатки могут быть выброшены на сильно перекошенные орбиты.

«После фазы красного гиганта белый карлик остается компактным — не больше Земли. Ударяющиеся планеты в конечном итоге подходят очень близко к звезде и испытывают сильные приливные силы, которые разрывают ее на части, создавая газообразный пыльный диск, который в конечном итоге лежит на поверхности белого карлика», — объяснил Джонсон.

Исследователи изучают окончательный сценарий эволюции Солнца через 5 миллиардов лет. Земля может полностью испариться вместе с внутренними планетами. Но орбиты многих астероидов в главном поясе астероидов будут нарушены гравитацией Юпитера и в конечном итоге упадут на белого карлика, которым станет оставшееся Солнце.

Более двух лет исследовательская группа из Калифорнийского университета, Калифорнийского университета в Сан-Диего и Кильского университета в Германии работала над разгадкой этой тайны, анализируя элементы, обнаруженные на белом карлике, классифицированном как G238-44. Их анализ включает данные устаревшего спектрографа НАСА для экстремального ультрафиолета (FUSE), спектрометра уравнений высокого разрешения (HIRES) обсерватории Кека на Гавайях, спектрографа космического происхождения космического телескопа Хаббла (COS) и спектрографа изображений космического телескопа (STIS).

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

Для получения дополнительной информации см. https://hubblesite.org/contents/news-releases/2022/news-2022-026.

Космический телескоп Хаббл — это международный совместный проект НАСА и Европейского космического агентства (ЕКА). Телескоп находится в ведении Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд, проводит научные операции Хаббла. STScI управляется для НАСА Консорциумом университетов для исследований в области астрономии в Вашингтоне, округ Колумбия.

Leave a Comment