Колись більшість зірок, як-от наше Сонце, зрештою перетворяться на білих карликів. Це такий об’єкт, який вичерпав усе своє паливо, втратив зовнішні шари та перейшов у процес стиснення та охолодження. Упродовж цього періоду орбіти планет материнської зорі будуть порушені і в деяких випадках самі планети буде зруйновано. Тоді їхні уламки обертатимуться навколо білого карлика.
Астрономам вдалося виявити одну з найдавніших зірок нашої галактики WDJ2147-4035, яка досі накопичує навколо себе уламки планетезималей, що обертаються поряд. Цей тьмяний білий карлик та крижані залишки планет навкруги віком більше 10 мільярдів років знаходяться від нас усього лише в 90 світлових роках, що робить цю систему найстарішою із будь-коли виявлених у Чумацькому Шляху. Результати її аналізу під керівництвом Ворицького університету було опубліковано 5 листопада у виданні Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Для цього дослідження астрономи змоделювали два незвичні білі карлики, які були виявлені космічною обсерваторією GAIA. Обидві зірки засмічені навколо себе уламками планет. Одна з них, а саме WDJ1922+0233, знаходиться від нас на відстані 128,5 світлових років і є надзвичайно блакитною, інша, згадана вище, – більш тьмяна та червона. Використовуючи спектроскопічні та фотометричні дані від GAIA, а також Dark Energy Survey та інструмент X-Shooter Європейської південної обсерваторії, астрономи розрахували, як довго зорі охолоджувалися. Так, наприклад, було виявлено вік червоної зірки – 10,7 мільярда років, із яких 10,2 тривав процес перетворення її на білого карлика.
Окрім того, спектроскопічний аналіз показав, що WDJ2147-4035 містить такі метали, як натрій, літій та калій, і навіть один представник неметалів – вуглець. Це також дозволяє класифікувати його як найдавніший білий карлик, що насичений такою кількістю металів. Блакитна ж зірка, трохи молодша за сусіда, накопичила навколо себе уламки планет із таким же складом, який має континентальна земна кора, і її колір зумовлений нестандартною сумішшю гелію та водню в атмосфері.
Такі насичені металами зорі показують, що наша Земля не є унікальною. Існують й інші планетні системи зі схожим складом. 97% зірок стануть білими карликами, і вони настільки розповсюджені зараз, що їх важливо вивчати, особливо ті, які вже застигають. Утворені з найдавніших зірок Чумацького Шляху, холодні білі карлики дають нам уявлення про формування та еволюцію планетарних систем. Захопливо уявляти, що вони існували мільярди років тому і померли ще до того, як сформувалася наша планета.
Еббіґейл Елмс, провідний автор дослідження
Астрономи зможуть використати спектр цих зірок також для того, щоб виявити, як швидко метали тонуть в їхніх ядрах. Це дозволить зазирнути в минуле та дізнатись, скільки того чи іншого металу мало планетарне тіло. Порівнюючи це число з кількістю матеріалів у тілах Сонячної системи, можна буде отримати уявлення, який вид мали планети перед смертю зорі. Проте розв’язання такої задачі із білим карликом WDJ2147-4035 є дещо складним.
Червона зоря є загадкою, оскільки планетарні уламки навколо дуже багаті на літій та калій, що не схоже на жоден відомий об’єкт Сонячної системи. Це надзвичайно рідкісна цікава зоря з дуже холодною температурою поверхні, різноманітними металами та пристойним віком.
Коли більше 10 мільярдів років тому ці зорі сформувались, Всесвіт був менш насичений металами, ніж сьогодні, оскільки вони утворюються в зорях, які еволюціонують, та в процесі гігантських вибухів. Ці два білі карлики проливають світло на формування планет у середовищі, бідному на метали, але багатому на газ, що зовсім відрізняється від умов, у яких формувалася наша система.
П’єр-Еммануель Трембле, Ворицький університет