6.8K
Тяжелые металлы, железо и никель, позволили фрагменту погибшей планеты пережить разрушение планетной системы, заявляют астрономы Уорикского университета (Великобритания) в журнале Science. Ученые обнаружили небольшое тело в диске обломков, окружающем мертвую звезду на расстоянии 410 световых лет от Земли, и орбитальное кольцо кометоподобных газовых хвостов, вырывающихся из этого куска древней экзопланеты. И это новый взгляд на будущее Солнечной системы через 6 миллиардов лет.
«Мы впервые использовали спектроскопию для обнаружения твердого тела на орбите вокруг белого карлика за счет улавливания тонких изменений в излучаемом свете, позволивших идентифицировать газ, который испускает планетезималь», – сообщают авторы работы.
Богатый железом и никелем фрагмент пережил общесистемный катаклизм, последовавший за смертью его главной звезды SDSS J122859.93 + 104032.9. Установлено, что когда-то он был частью более крупной экзопланеты, и его выживание становится еще более удивительным, поскольку по орбите он движется ближе к своей звезде, чем вообще считалось возможным, обходя ее раз в два земных часа.
Используя телескоп «Gran Telescopio Canarias» на острове Пальма (Канарские острова), ученые изучили обломочный диск вокруг белого карлика, образованный разрушением каменистых тел, состоящих из таких элементов, как железо, магний, кремний и кислород – четырех ключевых строительных блоков Земли. Внутри этого диска они обнаружили кольцо газа, вытекающего из твердого тела, словно хвост кометы. Этот газ может генерироваться как самим объектом, так и испаряющейся с него пылью, когда планетезималь сталкивается с мелкими осколками внутри диска. Астрономы подсчитали, что размер тела должен быть не менее километра, но может достигать нескольких сотен километров, что сопоставимо с самыми большими астероидами в Солнечной системе.
Белые карлики – это останки солнцеподобных звезд, которые исчерпали все свое топливо и сбросили внешние слои, оставив после себя медленно остывающее плотное ядро. Изначально у звезды SDSS J122859.93 + 104032.9 было около двух солнечных масс, но теперь звездный остаток составляет всего 70% массы Солнца. Он также очень маленький, размером примерно с Землю, что делает его да и вообще всех белых карликов чрезвычайно плотными. Их гравитация настолько сильна – примерно в 100 000 раз больше, чем земная – что типичный астероид будет разорван, если он пройдет слишком близко от мертвой звезды.
«Планетезималь, которую мы обнаружили, находится глубоко в гравитационном колодце белого карлика, гораздо ближе, чем мы ожидали найти что-нибудь живое. Это возможно, только если изначально она была очень плотной и с большой вероятностью имела внутреннюю прочность, поэтому мы предполагаем, что состоит она в основном из железа и никеля. Если это так, то исходное тело имело диаметр не менее сотен километров, потому что только в этот момент планеты начинают дифференцироваться, как нефть на воде, и более тяжелые элементы опускаются в металлическое ядро», – говорит профессор Борис Гаенсик, соавтор исследования.
Будущее Солнечной системы
Открытие намекает астрономам, что ожидает Солнце и всю Солнечную систему через 6 миллиардов лет.
«С возрастом солнцеподобные звезды превращаются в красных гигантов, которые «зачищают» большую долю внутренней части их планетной системы. В частности, наша звезда расширится до орбиты Земли и уничтожит ее, Меркурий и Венеру. Марс и внешние планеты выживут и продолжат свое движение вокруг красного гиганта, который, сбросив внешние слои, станет белым карликом», – рассказывает ведущий автор исследования доктор Кристофер Мансер.
На развалинах планетных систем не исключены гравитационные взаимодействия, а это означает, что большие планеты могут легко подтолкнуть меньшие тела на спиральные орбиты по направлению к звездному ядру, где они будут разорваны мощной гравитацией. Изучение фрагментов экзопланет, которые могут достичь центра системы, проливает свет на сохранившиеся тела, находящиеся далеко от звезды и в настоящее время еще не наблюдавшиеся.
«Наше открытие – только вторая цельная планетезималь, найденная на низкой орбите вокруг белого карлика. Геометрия транзитов таких тел должна быть очень точной, и несколько часов наблюдений, как правило, ни к чему не приводят. Спектроскопический метод, который мы разработали, позволяет обнаружить близкие объекты без необходимости точного выравнивания. Мы планируем приступить к изучению нескольких очень похожих на SDSS J122859.93 + 104032.9 систем с осколочными дисками и уверены, что обнаружим дополнительные планетезимали, вращающиеся вокруг белых карликов, что позволит нам больше узнать об их общих свойствах и судьбе планет, переживших гибель своей системы», – сообщают в заключение авторы.