Остатки древнего похожего на Землю мира были съедены звездой

Жизнь главной последовательности такой звезды, как Солнце, может не закончиться вспышкой сверхновой, как у самых массивных звезд, но это не будет тихим делом.

По мере того, как у звезды заканчивается топливо и становится нестабильным, оно раздувается до абсолютно огромных размеров, прежде чем сдуть свой внешний материал, в то время как ядро ​​​​коллапсирует в маленький сверхплотный белый карлик.

Для Солнца эта пухлая стадия красного гиганта может простираться так далеко как Марс, процесс, который может дестабилизировать и уничтожить планеты достаточно близко.

Мы видели белые карлики, у которых есть планеты, предполагая, что они могут пережить этот процесс (или сформироваться после него). Но все чаще ученые обнаруживают, что многие экзопланеты поглощаются белым карликом.

Мы можем сказать об этом из-за «загрязнения» планетарными элементами атмосфер белых карликов, изучение которых известный как некропланетология.

Астрономы обнаружили самый старый известный пример: экзопланета, поглощённая белым карликом, сформировавшимся 10,2 миллиарда лет назад.

Белый карлик находится на расстоянии около 90 световых лучей. лет от Земли, невероятно маленькая и тусклая, с необычным оттенком, более красным, чем у любого другого белого карлика. Второй белый карлик необычайно синего цвета образовался 9 миллиардов лет назад. Команда обнаружила, что обе звезды подвергаются постоянному загрязнению падающими планетарными обломками.

Однако красная звезда, названная WD J2147-4035, представляет собой самый старый обнаруженный загрязненный белый карлик, а голубая звезда, называемая WD J1922+0233 потенциально более интересен: элементы, обнаруженные в его атмосфере, позволяют предположить, что звезда поглощает планету, очень похожую на Землю.

«Мы находим самые старые звездные остатки в Млечном Пути, которые загрязнены планетами, когда-то похожими на Землю», — говорит астрофизик Эббигейл Элмс из Уорикского университета в Великобритании. «Удивительно думать, что это произошло в масштабе 10 миллиардов лет и что эти планеты погибли задолго до того, как сформировалась Земля».

Мы можем проанализировать химический состав атмосферы звезды по излучаемому свету. по звезде. Не все длины волн излучаются одинаково: какие-то сильнее, какие-то слабее. Это связано с тем, что элементы могут поглощать и повторно излучать свет, изменяя спектр света, исходящего от звезды.

Не сразу становится очевидным, какие элементы играют роль, но ученые становятся все более опытными в определении того, какое поглощение и излучение особенности спектра связаны с элементами.

Когда космическая обсерватория Gaia Европейского космического агентства идентифицировала два белых карлика необычной окраски, Элмс и ее коллеги подвергли двух чудаков различным исследованиям.

Поскольку белые карлики больше не питаются от слияния элементов в их ядре, их температура медленно снижается с известной скоростью; измерив температуру двух звезд, исследователи смогли определить, сколько времени прошло с тех пор, как они образовались после смерти солнцеподобной звезды.

Затем они подвергли анализу спектры звезд, чтобы определить состав их атмосферы. . На красной звезде нашли натрий, литий, калий и, возможно, углерод. На голубой звезде они обнаружили натрий, кальций и калий.

Поскольку белые карлики обладают такой интенсивной гравитацией, тяжелые элементы, подобные этим, должны очень быстро исчезнуть в недрах белого карлика без обнаружения; это говорит о том, что материал, производящий эти элементы, все еще падает на звезды из облаков мусора вокруг них.

В случае WD J2147-4035 команда определила, что загрязнение, вероятно, было остатками планетарной системы. который вращался вокруг звезды перед тем, как она умерла, пережил звездную предсмертную агонию и теперь медленно, в течение миллиардов лет, падает на звезду.

С момента превращения звезды в белого карлика прошло более 10 миллиардов лет назад, что делает ее древнейшей из известных планетных систем Млечного Пути (хотя и распадающейся и исчезающей).

Между тем, загрязняющие WD J1922+0233 обломки имеют сходный состав с континентальной корой Земли, что предполагает Планета, похожая на Землю, вращается вокруг звезды, подобной Солнцу, которая жила и умерла за миллиарды лет до образования Солнечной системы.

Это похоже на летопись окаменелостей галактики, которая может рассказать нам, какие планетные системы были в Млечном Пути. как и в те времена, когда мы не прибыли сюда, чтобы полюбоваться его чудесами.

«Когда «Эти старые звезды образовались более 10 миллиардов лет назад, Вселенная была менее богата металлами, чем сейчас, поскольку металлы образуются в эволюционировавших звездах и гигантских звездных взрывах», — говорит астрофизик Пьер-Эммануэль Трембле из Уорикского университета.

«Два наблюдаемых белых карлика открывают захватывающее окно в планетарное формирование в бедной металлами и богатой газом среде, которая отличалась от условий, когда формировалась Солнечная система».

Исследование был опубликован в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.