Обнаружен самый старый белый карлик

Астрономы обнаружили самый старый и самый холодный белый карлик, окруженный пылевым облаком. Открытие описано в статье в Astrophysical Journal Letters.

Недавно найденный белый карлик, названный LSPM J0207 + 3331, расположен на расстоянии около 145 световых лет в созвездии Козерога.

Белые карлики представляют собой компактные звёзды с массами, сравнимыми или большими, чем масса Солнца, но с радиусами в 100 раз меньшими и, соответственно, светимостями в ~10 000 раз меньше солнечной.

Средняя плотность вещества белых карликов 10⁵—10⁹ г/см³, что почти в миллион раз выше плотности звёзд главной последовательности. По распространённости белые карлики составляют, по разным оценкам, 3—10 % звёздного населения нашей Галактики.

Белые карлики медленно остывают с возрастом, и астрономы подсчитали, что найденному объекту около 3 миллиардов лет, исходя из температуры чуть более 5800 градусов по Цельсию.

Сильный инфракрасный сигнал, обнаруженный широкоугольным инфракрасным обозревателем NASA (WISE), свидетельствует о наличии пыли, что делает LSPM J0207 + 3331 старейшим и самым холодным белым карликом с пылью из известных до сих пор.

Раньше пылевые диски и кольца наблюдались только вокруг белых карликов возрастом примерно около одной трети возраста LSPM J0207 + 3331.

«Этот белый карлик настолько стар, что любой процесс подачи материала в его кольца должен работать в течении миллиардов лет», — сказал доктор Джон Дебес, астроном из научного института Space Telescope Science Institute.

«Большинство моделей, созданных учеными для объяснения колец вокруг белых карликов, работают хорошо только в пределах 100 миллионов лет, поэтому эта звезда действительно ставит под сомнение наши предположения о том, как развиваются такие системы».

Когда у звезды, похожей на Солнце, заканчивается топливо, она превращается в красного гиганта, выбрасывает по крайней мере половину своей массы в космическое пространство и оставляет после себя очень горячего белого карлика. В течение этой гигантской фазы звезды, планеты и астероиды вблизи звезды поглощаются и сжигаются.

Далекие от звезды планеты и астероиды выживают, но удаляются от бывшей звезды по мере расширения их орбит. Это происходит потому, что когда звезда теряет массу, ее гравитационное влияние на окружающие объекты уменьшается.

Некоторые белые карлики — от 1 до 4% — излучают инфракрасное излучение, указывая на то, что они окружены пыльными дисками или кольцами. Астрономы считают, что пыль может возникать из-за далеких астероидов и комет, приближенных к звезде гравитационными взаимодействиями смещенных планет.

Когда эти маленькие тела приближаются к белому карлику, сильная гравитация звезды разрывает их на части в процессе, называемом приливным разрушением. Обломки образуют кольцо пыли, которое будет с течением времени медленно приближаться вниз к «поверхности» звезды.

John H. Debes et al. 2019. A 3 Gyr White Dwarf with Warm Dust Discovered via the Backyard Worlds: Planet 9 Citizen Science Project. ApJL 872, L25; doi: 10.3847/2041-8213/ab0426