|
Белый карлик окружен разорванными частями своих планет
|
|
|
|
Что будет с нашим Солнцем? Через несколько миллиардов лет оно перестанет плавиться, превратится в белого карлика и будет излучать только остаточное тепло. Там оно будет сидеть в спящем и коматозном состоянии. Но солнце поддерживает всю солнечную систему. Что будет с Землей? На остальные планеты? А остальные объекты Солнечной системы? Наше Солнце кажется относительно спокойным в течение человеческой жизни. Теперь он твердо стоит на главной последовательности и надежно занимается своим делом, превращая водород в гелий. Но это состояние не будет длиться вечно; звезды делают странные вещи, когда стареют.
|
|
|
|
В конце концов, Солнце состарится из своей жизни слияния и станет красным гигантом. Затем он сбросит свои внешние слои в красивую туманность. Туманность рассеется примерно через 20 000 лет, и останется только мертвое ядро нашего когда-то великолепного солнца. Без внешнего давления от термоядерного синтеза гравитация возьмет верх и раздавит то, что осталось от звезды, в шар дегенеративной материи размером с Землю. Это будет белый карлик, кипящий пепел инертного углерода и кислорода, излучающий остаточное тепло в течение триллионов лет, а может быть, и дольше. Белые карлики — это одно из тех странных конечных состояний, в которых некоторые звезды оказываются после того, как их жизнь слияния закончилась. Но астрономы считают, что почти у всех звезд есть планеты. Что происходит с планетами вокруг звезды, когда она превращается в белого карлика?
|
|
|
Астрономы не могут видеть будущее, но они могут наблюдать за существующими белыми карликами и искать ключи к разгадке судьбы их планет. Это то, что сделала группа исследователей из Германии и США в своей статье под названием «Необычное изобилие материала планетарной системы, загрязняющего белый карлик G238-44». Они изучили данные наблюдений за белым карликом, полученные с помощью телескопа Хаббл, обсерватории Кека и FUSE, спектроскопического исследователя дальнего ультрафиолета. Astrophysical Journal принял их статью к публикации, и она доступна на сайте препринтов arXiv.org.
|
|
|
|
G238-44 находится на расстоянии около 86 световых лет и имеет преобладающую водородную атмосферу, загрязненную другими элементами, включая углерод, неон, кислород, серу и железо. Двадцать четыре года данных Кека показывают стабильную и непрерывную аккрецию этих материалов из околозвездного резервуара на белый карлик. Исследователи также говорят, что обнаружили «аномальную картину содержания и доказательства присутствия металлического железа». Могло ли железо и другие элементы происходить из одного родительского тела? Или нужны два тела, чтобы объяснить наличие всех этих материалов?
|
|
|
|
Исследователи говорят, что если это металлическое железо исходит от одного родительского тела, то это родительское тело не похоже ни на что в нашей Солнечной системе. «В рамках неопределенностей мы можем определить, что исходный материал богат азотом и, вероятно, содержит значительное количество металлического железа», — пишут авторы. «Эта смесь не похожа ни на одно известное тело Солнечной системы». Они пишут, что если это произошло из двух отдельных тел, то одно из них состоит из материала, подобного Меркурию, богатого железом, а другое может быть ледяным объектом пояса Койпера. Эти объекты имеют различный состав, и вместе они предоставляют «химические доказательства существования как каменистых, так и ледяных тел в экзопланетной системе», говорится в документе.
|
|
|
|
Сочетание элементов и то, как они появляются в солнечной системе, является ключом к этой работе. Кислород универсален, он встречается повсюду в Солнечной системе и является компонентом всех объектов. Но углерод, азот и железо разные. Авторы описывают их как «гораздо более специализированные». Объекты, которые формируются вблизи родительской звезды, имеют большее содержание Fe, в то время как N образуется в значительных количествах только за линией замерзания Солнечной системы. «Мы не ожидаем, что объекты с высоким содержанием Fe также будут иметь высокое содержание N. G238-44 нарушает эту тенденцию и имеет высокое содержание как Fe/O, так и N/O», — пишут авторы. «Предлагаемая двухкорпусная модель способна воспроизвести эту необычную характеристику».
|
|
|
|
«Мы предполагаем, что G238-44 одновременно аккрецирует богатую металлами экзопланетезималь и богатую летучими веществами экзопланету пояса Койпера. Если наша интерпретация верна, это будет первым свидетельством одновременной аккреции двух разных родительских тел в белый карлик», — пишут авторы. Они говорят, что белый карлик аккрецирует материал из тела, богатого металлами, и тела, богатого летучими веществами, в соотношении 1,7:1. Авторы также говорят, что это свидетельство того, что планетная система настолько возмущена, что одновременно захватывает астероидоподобные объекты из внутренней части Солнечной системы и ледяные объекты из дальних уголков своей системы.
|
|
|
|
Что это означает для Земли и остальной Солнечной системы? Трудно думать о далеком будущем Земли, поскольку Солнце покидает главную последовательность и в конечном итоге становится белым карликом. Но, как показывает это исследование, маловероятно, что что-то сможет пережить переход, особенно что-то такое близкое к Солнцу, как Земля. Даже в самом оптимистичном маскианском тумане невозможно представить, чтобы Земля и человечество переживали катастрофические последствия ухода Солнца с главной последовательности. Солнце расширится и разрушит внутренние планеты, возможно, поглотив саму Землю. Все это будет происходить в течение миллиардов лет, и некоторые мыслители предполагают, что человечество сможет «прыгать через планету» на пути к внешней части Солнечной системы, избегая разрушения и продвигаясь наружу по мере расширения обитаемой зоны Солнца во время фазы красного гиганта.
|
|
|
|
Но это исследование показывает, что даже далекий пояс Койпера не может избежать разрушительного действия умирающего солнца. Что это означает для любых невероятно далеких человеческих потомков? Земля и человечество будут стерты с лица земли, и никакая другая цивилизация никогда не узнает о нас и наших главных достижениях — хэви-метале, хоккее и прочем. Вместо этого их астрономы ненадолго заметят ничем не примечательный белый карлик, окруженный более тяжелыми элементами, такими как железо, сера и углерод. Они придут к выводу, что каменистые планеты когда-то окружали звезду, и зададутся вопросом, сколько их. Может быть, они напишут об этом статью. Затем они убьют свой телескоп и пойдут дальше. Но солнце не будет закончено. Он не останется белым карликом навсегда. В самом отдаленном будущем, какое только можно себе представить, Солнце станет черным карликом, теоретическим объектом настолько древним, что в нашей молодой Вселенной его еще не существует. Но пока солнце надежно и спокойно, даже если человечество нет.
|
|
|
|
Источник
|
