Мертвая звезда была поймана на разрыве своей планетарной системы

Когда умирает звезда, что происходит с ее планетами? Что ж, если эта звезда — некий белый карлик, находящийся в 86 световых годах от нас, то эти планеты в настоящее время находятся в процессе разрыва и поедания звездой, подобно некоему гротескному космическому представлению Кроноса, пожирающего своих детей.

Это не совсем необычно для белых карликов. Но эта конкретная звезда, названная G238-44, является обжорой: астрономы впервые увидели, как одна из этих звезд поглощает материал как из внутренних, так и из внешних пределов своей планетной системы одновременно, в самых отдаленных местах. проявления звездного дочернего каннибализма, наблюдаемого до сих пор.

В атмосфере G238-44 астрономы обнаружили следы элементов, которые позволяют предположить, что мертвая звезда недавно аккрецировала металлическое и каменистое вещество, подобное астероидам внутренней части Солнечной системы. а также ледяной материал, такой как замороженные тела, которые можно найти во внешнем поясе Койпера Солнечной системы.

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

Белые карлики — это то, что происходит, когда обычная звезда, масса которой в восемь раз превышает массу Солнца, достигает конец своей жизни. Как только у такой звезды заканчивается материал для плавления, она раздувается до размеров красного гиганта, прежде чем выбрасывает свой внешний материал, а звездное ядро ​​коллапсирует под действием гравитации, образуя плотный объект, ярко сияющий светом остаточного тепла. Это белый карлик.

Хотя этот процесс кажется довольно грубым на планетах, вращающихся вокруг звезды, Солнце может раздуться настолько, что поглотит Марс, когда через несколько часов достигнет красного гиганта. миллиардов лет, но в последнее время астрономы находят доказательства того, что некоторые части планетных систем действительно могут пережить это.

Экзопланеты были замечены на орбитах белых карликов. А еще есть некропланетология — изучение останков экзопланет белых карликов на основе следов содержащихся в них тяжелых элементов, «загрязняющих» атмосферу белых карликов.

Потому что белые карлики такие плотные (подумайте о чем-то массе Солнце, упакованное в сферу размером с Землю), тяжелые элементы должны исчезнуть из поля зрения довольно быстро, а это означает, что любое загрязнение тяжелыми элементами в атмосфере белого карлика должно было произойти недавно.

Это захватывающе, потому что это означает, что у нас есть косвенное исследование недр экзопланет. Мы знаем, из чего состоит Земля, и мы почти 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 на сегодняшний день, во многих отношениях кажутся очень непохожими на Солнечную систему, исследование внутренностей экзопланет, съеденных белыми карликами, может помочь ученым определить, отличаются ли экзопланетные интерьеры. Что возвращает нас к G238-44.

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

Загрязнение атмосферы этого белого карлика не похоже ни на что, наблюдаемое на сегодняшний день, как обнаружили Джонсон и его коллеги. Были обнаружены десять элементов тяжелее гелия: углерод, азот, кислород, магний, алюминий, кремний, фосфор, сера, кальций и железо.

Содержание железа и азота было особенно высоким; первое, по словам команды, предполагает наличие тела с дифференцированным железным ядром, а второе предполагает присутствие ледяных тел.

«Наиболее подходящим для наших данных было почти два к одному смесь меркуриоподобного материала и кометоподобного материала, состоящего из льда и пыли», — сказал Джонсон. «Железный металл и азотный лед предполагают совершенно разные условия формирования планет. Нет ни одного известного объекта Солнечной системы с таким количеством и того, и другого».

Результаты также показывают, что ингредиенты для создания обитаемого мира могут отсутствовать. быть настолько редким в галактике Млечный Путь. Земля представляет собой каменистый мир, который, как считается, был засеян элементами, жизненно важными для жизни, такими как вода, в результате бомбардировки астероидами. Обнаружение богатого азотом материала может означать, что замороженные резервуары этих элементов 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, которые мы видим на этом белом карлике, по-видимому, исходит как от каменистого родительского тела, так и от родительского тела, богатого летучими веществами — первый пример. мы обнаружили среди исследований сотен белых карликов».

На самом деле, инопланетяне, вглядывающиеся в Солнце издалека, после того как оно превратилось в белого карлика примерно через 5 миллиардов лет, могли бы ожидать увидеть что-то похожий. Хотя внутренние объекты Солнечной системы могут быть испарены из-за расширяющихся белых карликов, пояс астероидов между Марсом и Юпитером может уцелеть, если его потревожит дестабилизирующийся Юпитер и дождь попадет на мертвую звезду.

Исследования группы были завершены. представлен на 240-м собрании Американского астрономического общества.