Обнаружена мертвая звезда, разрывающая свою планетную систему

Когда умирает звезда, что происходит с ее планетами? Ну, если эта конкретная звезда является белым карликом в 86 световых годах от нас, эти планеты в настоящее время находятся в процессе разрыва и пожирания звезды, как какое-то ужасное космическое представление Кроноса, пожирающего своих детей.

Это не является чем-то необычным для белых карликов. Но эта конкретная звезда, названная G238-44, прожорлива: впервые астрономы увидели, как одна из этих звезд поглощает материю как из внутренних, так и из внешних расширений своей планетной системы одновременно, в самой дальней степени. Каннибальское проявление Астральных Сынов наблюдалось до сих пор.

В атмосфере G238-44 астрономы обнаружили следы элементов, которые указывают на то, что мертвая звезда недавно накопила минеральное и скалистое вещество, такое как астероиды внутренней Солнечной системы, а также ледяные материалы, такие как ледяные тела, которые могут быть находится во внешнем поясе Койпера Солнечной системы.

«Мы никогда не видели, чтобы оба этих типа объектов накапливались на белом карлике одновременно», — сказал физик и астроном Тед Джонсон из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Изучая этих белых карликов, мы надеемся лучше понять все еще нетронутые планетные системы».

Белые карлики — это то, что происходит, когда обычная звезда с массой, в восемь раз превышающей массу Солнца, достигает конца своей жизни. Как только у этой звезды заканчивается материал для слияния, она увеличивается до размеров красного гиганта, прежде чем выбрасывает свою внешнюю материю, звездное ядро ​​коллапсирует под действием гравитации, образуя плотное тело, ярко мерцающее в свете остаточного тепла. Это белый карлик.

Хотя этот процесс кажется довольно жестким на планетах, вращающихся вокруг звезды — Солнце может раздуться настолько, что поглотит Марс, когда оно пробьет часы красного гиганта в течение нескольких миллиардов лет, — но недавно астрономы нашли доказательства этого. Это говорит о том, что некоторые части планетных систем действительно могут выжить.

Были замечены экзопланеты, вращающиеся вокруг белых карликов. Затем есть наука о мертвых планетах — изучение останков экзопланет белых карликов на основе следов содержащихся в них тяжелых элементов в атмосфере «загрязненных» белых карликов.

Поскольку белые карлики очень плотные (подумайте о чем-то вроде массы Солнца, упакованного в шар размером с Землю), тяжелые элементы должны исчезнуть из поля зрения довольно быстро, а это означает, что любой тяжелый элемент в атмосфере белого карлика должен иметь был недавно депонирован.

Это захватывающе, потому что это означает, что у нас есть косвенное исследование недр внешних планет. Мы знаем, что такое Земля, и мы уверены, что в какой-то степени понимаем состав других планет Солнечной системы, но экзопланеты, вращающиеся вокруг далеких звезд, невозможно исследовать так, как мы можем исследовать Землю или даже другие планеты Солнечной системы.

Поскольку другие планетные системы, обнаруженные к настоящему времени, во многих отношениях сильно отличаются от Солнечной системы, изучение внутренностей экзопланет, пережеванных белыми карликами, может помочь ученым определить, отличаются ли внутренние экзопланеты. Что возвращает нас к G238-44.

Диаграмма, показывающая, что, по мнению ученых, происходит вокруг G238-44. (НАСА, ЕКА, Джозеф Олмстед/STScI)

Джонсон и его коллеги обнаружили, что загрязнение атмосферы этого белого карлика до сих пор не имеет себе равных. Были обнаружены десять элементов тяжелее гелия: углерод, азот, кислород, магний, алюминий, кремний, фосфор, сера, кальций и железо.

Обилие железа и азота было особенно высоким. Команда сказала, что первое предполагает наличие объекта с отчетливым железным ядром, а второе предполагает наличие ледяных тел.

«Лучше всего для наших данных подходила 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».

Результаты также предполагают, что компоненты для формирования обитаемого мира могут быть не такими уж редкими в Млечном Пути. Земля представляет собой каменистый мир, и считается, что жизненно важные для жизни элементы, такие как вода, были имплантированы в нее в результате бомбардировки астероидов. Обнаружение материалов, богатых азотом, может означать, что замороженные резервуары этих предметов могут быть обычным явлением.

«Жизнь, какой мы ее знаем, требует каменистой планеты, покрытой различными летучими элементами, такими как углерод, азот и кислород», — сказал физик и астроном Бенджамин Цукерман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

«Изобилие элементов, которое мы видим на этом белом карлике, по-видимому, происходит от каменистого материнского тела и материнского тела, богатого летучестью — первый пример, который мы нашли среди сотен белых карликов».

На самом деле, инопланетяне, смотрящие на Солнце издалека, когда оно превратится в белого карлика примерно через 5 миллиардов лет, могут ожидать увидеть нечто подобное. Хотя внутренние тела Солнечной системы могут испариться из-за расширения белых карликов, пояс астероидов между Марсом и Юпитером может выжить, только чтобы его потревожил нестабильный Юпитер и дождь на мертвой звезде.

Исследование команды было представлено на 240-м заседании Американского астрономического общества.

Leave a Comment