|
Мертвые звезды обладают удивительным аппетитом
|
|
|
|
«Мертвые звезды», известные как белые карлики, уже продемонстрировали потенциал для лучшего понимания того, как формируются и развиваются планетные системы, включая нашу собственную Солнечную систему. Теперь исследования, проведенные в Мичиганском университете и Университете Колорадо в Боулдере, предполагают, что этот потенциал может быть даже больше, чем ожидалось.
|
|
|
|
Хотя белые карлики галактики слишком тусклые или далекие, чтобы мы могли увидеть их невооруженным глазом, астрономы знают о них уже более века. Исследователи также обнаружили, что, несмотря на свой «мертвый» статус, белые карлики все еще могут поглощать вещество из комет, астероидов и даже планет, которые приближаются слишком близко. Белый карлик атомизирует эти материалы, превращая их в элементарные строительные блоки, которые исследователи могут наблюдать, чтобы получить важные сведения о составе и истории планетной системы, которые в противном случае были бы недоступны.
|
|
|
|
Новое исследование показало, что белые карлики могут поглощать такое вещество — так называемое загрязнение белыми карликами — с гораздо большей скоростью, чем ожидалось. Исследование, проведенное Астер Тейлор из Мичиганского университета и Дангом Фамом из Университета Колорадо в Боулдере, было принято к публикации в журнале The Astrophysical Journal и в настоящее время доступно на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
|
|
|
«Это означает, что на белых карликах может быть значительно больше загрязнения, чем мы измеряли до сих пор, и что остатки планетных систем могут быть еще более распространены вокруг этих мертвых звезд», — сказала Тейлор, стипендиат Фонда Фанни и Джона Герца в отделе астрономии Мичиганского университета. «И это говорит нам о том, что планетные системы остаются довольно активными даже после смерти своей звезды-хозяина».
|
|
|
|
Загрязнение белыми карликами
|
|
|
|
Звезды умирают, когда сжигают свое ядерное топливо, но то, как выглядят эти заключительные стадии, сильно различается в зависимости от массы звезды. Самые массивные звезды взрываются как сверхновые, но более мелкие, такие как наше Солнце и около 97% звезд Млечного Пути, сбрасывают свои внешние слои без подобных взрывов.
|
|
|
|
Оставшиеся ядра — это белые карлики, масса которых всё ещё сопоставима с массой Солнца. Но когда ядерные реакции прекращаются, прекращаются и силы, противодействующие гравитации всей этой массы, и в результате мертвая звезда коллапсирует. Белые карлики сжимают свою массу в объёме размером примерно с Землю.
|
|
|
|
Без ядерного синтеза белые карлики перестают гореть, но они всё ещё достаточно горячие, чтобы светиться. Астрономы могут обнаруживать и характеризовать их с помощью таких инструментов, как телескопы и спектрометры. Эти инструменты также позволили астрономам обнаружить загрязнение белыми карликами, что, как ни удивительно, довольно распространенное явление, — говорит Фам, научный сотрудник Университета Колорадо в Боулдере.
|
|
|
|
Поскольку белые карлики очень плотные, а загрязняющие элементы очень тяжелые, можно было бы ожидать, что загрязнение опустится в мертвые звезды и исчезнет до того, как астрономы смогут его измерить. Но астрономы обнаружили загрязнение примерно в 50% известных белых карликов.
|
|
|
|
«Это как обойти все ванны в США и найти металлический прут, плавающий в половине из них», — сказал Фам.
|
|
Магнитные поля могут скрывать больше
|
|
|
|
Это означает, что белые карлики должны поглощать значительное количество вещества со значительной скоростью: поступающее вещество должно, по крайней мере, замещать то, что опускается. Но новая модель Фама и Тейлора предполагает, что скорость может быть даже выше, чем предполагалось.
|
|
|
|
Работая с Тимом Каннингемом, стипендиатом НАСА по программе Хаббла в Гарвардском и Смитсоновском центрах астрофизики, исследователи изучили влияние магнитных полей белого карлика на загрязнение. Они обнаружили, что магнитное поле концентрирует загрязнение в небольших пятнах вокруг магнитных полюсов белого карлика.
|
|
|
|
«На самом деле это очень похожий процесс на полярные сияния на Земле. Солнце посылает заряженные частицы на Землю, они следуют вдоль линий магнитного поля Земли, а затем образуют пятно в атмосфере Земли, которое и является полярным сиянием», — сказал Фам. «В случае с белым карликом, вместо вещества, поступающего от Солнца, вы получаете вещество из планетной системы. Но мы, по сути, вычисляем размер полярных сияний на белых карликах, что, я думаю, очень интересно».
|
|
|
|
Если вещество сконцентрировано в нескольких небольших пятнах, это означает, что его должно поступать гораздо больше, чем если бы оно было распределено по всей поверхности белого карлика. Однако обнаружить такие пятна с помощью современных методов наблюдения невероятно сложно, сказал Тейлор, поэтому теорию трудно подтвердить с помощью современных методов. Тем не менее, есть два зарегистрированных белых карлика, которые, по-видимому, подтверждают эту теорию.
|
|
|
|
Исследование также поднимает еще один вопрос, связанный с тем, сколько планетарного материала должно окружать белые карлики, чтобы подтвердить рассчитанную командой скорость. Для этого потребуется примерно в 100 раз больше материала, чем предполагалось ранее. Хотя в этом предположении определенно есть некоторый запас, увеличение в 100 раз – это преувеличение, сказал Тейлор.
|
|
|
|
«По крайней мере, я думаю, это говорит о том, что нам нужно обновить наши расчеты относительно того, сколько объектов мы ожидаем увидеть во Вселенной и как, по нашему мнению, будет развиваться динамика», – сказал Тейлор. «То, что мы сделали, позволяет нам взглянуть на возможные решения, но пока ничего определенного нет. Я думаю, это очень открытая проблема, которую мы поставили перед собой».
|
|
|
|
Источник
|
