Международная команда под руководством аспиранта Монреальского университета (Université de Montréal) Эрики Ле Бурде, обнаружила, что древний белый карлик LSPM J0207+3331 до сих пор притягивает планетарные остатки, хотя остывает уже около трех миллиардов лет. Белые карлики — это плотные остатки звезд размером с Землю, которые остаются после того, как звезды типа Солнца исчерпывают свое ядерное топливо и сбрасывают внешние слои. Эта звезда, расположенная на расстоянии 145 световых лет в созвездии Треугольника, является старейшим и самым холодным белым карликом, у которого обнаружен окружающий пылевой диск.
Звезда была впервые замечена в 2019 году ученым-любителем в рамках проекта Backyard Worlds: Planet 9. Ее низкая температура сразу же указала на то, что она очень старая, поскольку белые карлики со временем постепенно теряют тепло. Используя телескопы W. M. Keck на Гавайях, астрономы позже подтвердили, что звезда испускает инфракрасные сигналы, соответствующие пылевым кольцам, образовавшимся в результате распада астероидов под действием ее сильной гравитации. Такие инфракрасные избытки возникают, когда звезда излучает больше инфракрасного света, чем ожидалось, часто из-за того, что окружающая теплая пыль поглощает и переизлучает энергию.
«Это открытие ставит под сомнение наше понимание эволюции планетных систем», — заявила Ле Бурде. «Тот факт, что мы все еще наблюдаем аккрецию планетарных остатков через три миллиарда лет после того, как звезда стала белым карликом, говорит о том, что астероиды, кометы и даже планеты могут оставаться на орбите вокруг этих звезд очень долгое время».
Спектроскопический анализ — метод, изучающий свет для определения химических элементов в объекте — выявил в атмосфере звезды тринадцать тяжелых элементов: натрий, магний, алюминий, кремний, кальций, титан, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь и стронций. Обычно тяжелые элементы быстро оседают в богатых водородом белых карликах, что затрудняет их обнаружение. «Мы ожидали увидеть всего несколько элементов, но обнаружили десятки!» — пояснила Ле Бурде.
Научная статья добавляет больше деталей. Отсутствие признаков углерода предполагает, что обломки поступили из источника, обедненного летучими соединениями углерода. Паттерн распространенности показывает небольшие дефициты магния и кремния по сравнению с железом, но в остальном напоминает материал земного типа. Это указывает на дифференцированное скалистое тело — то, чьи материалы разделились на отдельные слои, такие как металлическое ядро и скалистая мантия — с более высокой долей металлического ядра, чем у Земли. Иными словами, звезда аккрецирует остатки крупного скалистого объекта, по структуре схожего с Землей или астероидом Веста.
«Белые карлики предлагают один из немногих способов, которым мы можем напрямую измерить состав экзопланет», — сказал Патрик Дюфур, соавтор и профессор Монреальского университета. «Когда планетарные остатки приближаются слишком близко, они разрываются гравитацией звезды и загрязняют ее атмосферу, оставляя подробный химический отпечаток ее состава».
Команда также обнаружила слабое эмиссионное ядро линий Ca II H & K, что делает этот объект вторым известным изолированным загрязненным белым карликом, демонстрирующим эту особенность. Это специфические спектральные сигнатуры, производимые ионизированным кальцием, которые могут указывать на необычную физическую активность в верхней атмосфере звезды. Находка предполагает, что в верхней атмосфере звезды или над ней могут происходить дополнительные физические процессы. Исследование подчеркивает важность включения тяжелых элементов в расчеты модельной атмосферы, поскольку их исключение может исказить выводимую структуру и привести к неточным звездным параметрам.
Предыдущие работы предполагали, что инфракрасный избыток звезды исходит от двух пылевых колец. Новый анализ показывает, что один силикатный пылевой диск — кольцо, состоящее в основном из породообразующих минералов, богатых кремнием и кислородом, — может объяснить наблюдаемый сигнал на длине волны 11,6 мкм, упрощая картину структуры системы.
Вопрос о том, как обломки попали к звезде так поздно, остается открытым. Одна из идей состоит в том, что гигантские планеты в системе медленно дестабилизировали более мелкие тела в течение миллиардов лет. Другая возможность заключается в том, что проходящая звезда нарушила орбиты обломков. «Будущие наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба или архивные данные, полученные в рамках миссии Gaia Европейского космического агентства, могут помочь различить планетарную перестройку и гравитационное воздействие близкого звездного прохождения», — сказал Джон Дебес, соавтор и научный сотрудник Института космического телескопа.
Дюфур отметил, что богатые водородом белые карлики являются наиболее распространенным типом, а самые холодные из них — самые старые звезды в галактике. «У нас не было привычки искать у них признаки аккреции. Этот уникальный случай мотивирует нас расширить поиск на большее количество таких звезд».
Результаты показывают, что даже спустя миллиарды лет планетные системы могут оставаться активными и сложными. Существенные аккреционные события — постепенное накопление окружающего материала на небесном объекте — все еще могут происходить спустя долгое время после гибели звезды, предлагая редкое окно в состав и судьбу далеких миров.
Источник: University of Montreal, IOPScience
Эта статья была создана при некоторой помощи ИИ и отредактирована. В соответствии с Разделом 107 Закона об авторском праве 1976 года, этот материал используется в целях новостного освещения. Добросовестное использование — это использование, разрешенное статутом об авторском праве, которое в противном случае могло бы нарушать закон.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Sayan Sen
