Ученые увидели будущую смерть Солнечной системы в далекой звезде
Астрономы, используя обсерваторию имени У. М. Кека на Мауна-Кеа на Гавайях, зафиксировали уникальное явление — звезда-«зомби», белый карлик, поглощает остатки собственной разрушенной планеты. Примечательно, что это разрушение произошло с огромной задержкой, более чем через 3 миллиарда лет после того, как звезда превратилась в белый карлик. Эта отсроченная гибель не просто удивительна, она бросает вызов нашему пониманию эволюции планетных систем, как заявляет астрофизик Эрика Ле Бурде из Университета Монреаля в Канаде, ведущий автор исследования.
Данное открытие также предлагает отрезвляющий взгляд на то, что может произойти в нашей собственной Солнечной системе через более чем 5 миллиардов лет, после того как Солнце сбросит свои внешние слои в космос и станет остывающим космическим угольком, белым карликом. Самое важное, что исследователи обнаружили присутствие 13 тяжелых элементов в фотосфере белого карлика. Это рекордное количество для богатого водородом белого карлика, которое раскрывает состав поглощенных остатков древней планеты шириной не менее 200 километров, имевшей каменистую мантию и металлическое ядро, аналогичное земному.
Объект исследования, белый карлик под названием LSPM J0207+3331, находится на расстоянии 145 световых лет от Земли в созвездии Треугольника. Обнаружение такого количества тяжелых элементов стало неожиданностью для холодного, богатого водородом белого карлика, поскольку их атмосферы более непрозрачны, а тяжелые элементы быстро опускаются к центру звезды. Ученые ожидали увидеть лишь несколько элементов. Для сравнения, в более теплых, гелиевых белых карликах элементы обнаружить проще из-за прозрачности гелия и более медленного их погружения в атмосферу.
Тем не менее, богатые водородом белые карлики, к которым относится LSPM J0207+3331, чрезвычайно распространены и представляют собой подавляющее большинство мертвых звезд, похожих на Солнце. Они же являются одними из самых старых звезд в Млечном Пути. Таким образом, это исследование открывает новый способ анализа долгосрочной эволюции древних планетных тел вокруг мертвых звезд, похожих на наше Солнце. Поскольку, что может показаться ироничным, именно белые карлики могут уникальным образом раскрывать состав экзопланет, уничтожая их. Такие детали, как химический состав и каменистые ядра, обычно недоступны для прямого наблюдения. Но когда планета поглощается своим белым карликом, ее элементы оставляют характерные химические следы в его ранее чистой водородной атмосфере.
В результате анализа исследователи установили, что у разрушенной планеты была высокая массовая доля ядра, составляющая примерно 55 процентов. Для сравнения, массовая доля ядра Меркурия составляет около 70 процентов, а Земли — около 32. Это исследование также демонстрирует вечную изменчивость планетных систем. Астроном Джон Дебес из Научного института космического телескопа в Балтиморе, соавтор исследования, отмечает, что что-то явно нарушило стабильность этой системы спустя долгое время после смерти звезды. Точные механизмы этого пока остаются загадкой.
В будущем ученые надеются найти дополнительные подсказки, чтобы определить, произошло ли планетное разрушение из-за влияния планет размером с Юпитер, которые могут толкнуть меньшие планеты на путь к гибели. Их присутствие, возможно, удастся обнаружить с помощью архивных данных космического телескопа «Gaia» Европейского космического агентства и инфракрасных наблюдений телескопа «Джеймс Уэбб». Анализ состава других миров, разрушенных белыми карликами, позволит астрономам проверить формирование и эволюцию экзопланет в галактическом масштабе и раскрыть секреты того, как инопланетные миры, включая планеты земного типа, формируются, растут и умирают.
Исследование было в журнале The Astrophysical Journal.