В какой-то момент большинство звёзд, таких как наше Солнце, в конечном итоге превратятся в белых карликов. Это объект, который исчерпал свое топливо, потерял внешние слои и перешёл в процесс сжатия и охлаждения. В течение этого периода орбиты планет материнской звезды будут нарушены и в некоторых случаях сами планеты разрушатся. Тогда их обломки будут вращаться вокруг белого карлика.
Астрономам удалось обнаружить одну из древнейших звезд нашей галактики WDJ2147-4035, которая до сих пор накапливает вокруг себя вращающиеся рядом обломки планетезималей. Этот тусклый белый карлик и ледяные остатки планет вокруг возрастом более 10 миллиардов лет находятся от нас всего лишь в 90 световых годах, что делает эту систему старейшей из когда-либо обнаруженных в Млечном Пути. Результаты её анализа под руководством Ворицкого университета были опубликованы 5 ноября в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Для этого исследования астрономы смоделировали два необычных белых карлика, обнаруженных космической обсерваторией GAIA. Обе звезды засорены вокруг себя обломками планет. Одна из них, а именно WDJ1922+0233, находится от нас на расстоянии 128,5 световых лет и чрезвычайно голубая, другая, упомянутая выше, – более тусклая и красная. Используя спектроскопические и фотометрические данные от GAIA, а также Dark Energy Survey и инструмент X-Shooter Европейской южной обсерватории, астрономы рассчитали, как долго звезды охлаждались. Так, например, был обнаружен возраст красной звезды – 10,7 миллиарда лет, из которых 10,2 продолжался процесс превращения её в белого карлика.
Кроме того, спектроскопический анализ показал, что WDJ2147-4035 содержит такие металлы как натрий, литий и калий, а также один представитель неметаллов – углерод. Это также позволяет классифицировать его как самый древний белый карлик, насыщенный таким количеством металлов. Голубая же звезда, немного младше соседа, накопила вокруг себя обломки планет с таким же составом, как континентальная земная кора, и такой её цвет обусловлен нестандартной смесью гелия и водорода в атмосфере.
Такие насыщенные металлами звезды показывают, что наша Земля не уникальна. Есть и другие планетные системы с подобным составом. 97% звёзд станут белыми карликами, и они настолько распространены сейчас, что их важно изучать, особенно те, которые уже остывают. Образованные из древнейших звёзд Млечного Пути, холодные белые карлики дают нам представление о формировании и эволюции планетарных систем. Захватывающе представлять, что они существовали миллиарды лет назад и умерли еще до того, как сформировалась наша планета.
Эббигейл Элмс, ведущий автор исследования
Астрономы смогут использовать спектр этих звёзд для того, чтобы обнаружить, как быстро металлы тонут в их ядрах. Это позволит заглянуть в прошлое и узнать, сколько того или иного металла имело планетарное тело. Сравнивая это число с количеством материалов в телах Солнечной системы, можно получить представление, какой вид имели планеты перед смертью звезды. Однако решение такой задачи с белым карликом WDJ2147-4035 будет несколько сложным.
Красная звезда является загадкой, поскольку планетарные обломки вокруг очень богаты литием и калием, что не похоже ни на один известный объект Солнечной системы. Это очень редкая интересная звезда с очень холодной температурой поверхности, разнообразными металлами и приличным возрастом.
Когда более 10 миллиардов лет назад эти звёзды сформировались, Вселенная была менее насыщена металлами, чем сегодня, поскольку они образуются в эволюционирующих звеёдах и в процессе гигантских взрывов. Эти два белых карлика проливают свет на формирование планет в среде, бедной металлами, но богатой газом, что совсем отличается от условий, в которых формировалась наша система.
Пьер-Эммануэль Трембле, Ворицкий университет