Беспрецедентное изображение последних мгновений столкновения планеты с белым карликом
Впервые ученые из Военного колледжа при университете наблюдали в белом карлике G 29-38, центре умирающей звезды последние моменты распада гниющей планеты; поскольку рентгеновские лучи были испущены фрагментами, нагретыми примерно до 1 миллиона градусов, это захватывающее открытие проливает свет на формирование и проливает свет на их эволюцию.
Белые карликоподобные звезды являются конечной стадией (97%+) эволюции большинства умеренных звезд. В настоящее время в нашей галактике обнаружено более 300 000 белых карликов.
В конце своей жизни эти звезды среднего размера растворили большую часть своего водорода в гелии. Они лишаются топлива и разрушаются под действием гравитации. В результате ядерных реакций гелий превращается в углерод и кислород. Получившаяся звезда имеет горячее плотное ядро с массой, примерно в 0,6 раза превышающей массу Солнца. Остальная часть исходной звезды (ее внешние слои) рассеивается в межзвездной среде в виде выбросов вещества из межзвездных ветров и ветров или нестабильностей.
Поверхностная гравитация белых D-звезд очень высока (в среднем более чем в 100 000 раз выше, чем у Земли). Легкие элементы быстро выбрасываются на поверхность, а важные элементы попадают в ядро звезды. Звезда покрывает окружающую планетарную туманность в течение примерно 10 000 лет, а затем полностью остывает.
Чтобы определить элементный состав поверхности белого карлика, ученые используют спектроскопию в оптическом диапазоне длин волн и в ультрафиолете. Результаты показывают, что 25-50% белых карликов содержат тяжелые элементы, такие как кальций, железо и магний. Эти элементы не могли оставаться на поверхности с самого начала жизни белого карлика. Это означает, что их присутствие на поверхности было обнаружено лишь недавно. Это известно как «загрязненные» белые карлики: в 2003 году благодаря инфракрасному космическому телескопу Спитцер исследователи наблюдали множество дисков вокруг белых d-звезд и смогли интерпретировать их как признаки постоянного присоединения фрагментов астероидов, комет и гигантских планет.
Читайте также: Новое изображение центра нашей галактики показывает почти тысячу загадочных нитей
Это кульминация трехлетней работы. Получение изображения центра Млечного Пути с беспрецедентной точностью потребовало около 200 часов наблюдений с..
Исследование, опубликованное 9 февраля 2022 года, является первым прямым измерением этой аккреции на белый карлик. Оно подтверждает десятилетия косвенных доказательств этого явления у более чем 1000 звезд. До сих пор измерения скорости аккреции были в основном основаны на численных моделях, рассчитывающих скорость падения элементов из атмосферы на звезду. Это позволяет определить количество падающего материала (или скорость аккреции) и, в зависимости от его состава (например, астероиды), его возможное происхождение.
Благодаря улучшенному угловому разрешению космического телескопа «Чандра», специализирующегося на рентгеновских наблюдениях, авторы смогли отделить целевую звезду G29-38 от других рентгеновских источников и наблюдать только ее излучение.
Один из авторов исследования, доктор Тим Каннингем с физического факультета университета, сказал в своем заявлении для Accretion: «Это первый случай, когда мы смогли наблюдать белую карликовую звезду во Вселенной. Это не имеет никакого отношения к детальному моделированию атмосфер белых карликов».
В 2021 году телескоп «Чандра» уже обнаружил белую звезду d, которая регулярно испускает интенсивное рентгеновское излучение в сторону звезды-компаньона бинарной звездной системы (система из двух объектов — звезды, планеты, галактики, астероида или черной дыры. ). По мнению автора, это может быть «результатом аккреции скрытых компаньонов»; работа Т. Каннингема, похоже, подтверждает эту гипотезу.
Действительно, если материал тел этих «партнеров» втягивается в звезду с достаточно высокой скоростью, он сталкивается с поверхностью и образует раздробленную плазму. Эта плазма имеет температуру от 100 000 до 1 миллиона Кельвинов, оседает на поверхности и, охлаждаясь, испускает заметные рентгеновские лучи.
Каннингем утверждает, что
Это открытие дает первое прямое доказательство того, что белые d-звезды в настоящее время накапливают остатки древних планетных систем. Новый метод наблюдения позволит нам изучить эти системы и выяснить возможную судьбу тысяч известных разворачивающихся систем».
Может ли наша Солнечная система последовать этому образцу? Насколько нам известно, через несколько миллиардов лет Солнце станет красным гигантом, поглотившим Меркурий, Венеру и Землю. Но за пределами Марса планеты не будут полностью уничтожены. Затем она образует бинарную систему с белыми карликами. Это приводит к аккреции. Образование протопланетного диска, состоящего из кислорода, железа, магния и кремния (четыре элемента, встречающиеся на Земле), может привести к образованию новой планеты. Этот процесс происходит, когда в звезде наступает главная последовательность (период, в котором находится Солнце).
Поэтому изучение состава загрязненных белых карликов может дать информацию о возможном формировании землеподобных планет, на которых развивается жизнь, как мы ее знаем.
