Астрономы обнаружили старейшие обломки планет в нашей Галактике
Астрономы обнаружили самую старую звезду в нашей галактике, которая аккрецирует обломки вращающихся планетезималей, что делает ее одной из старейших каменистых и ледяных планетарных систем, обнаруженных в Млечном Пути.
Результаты исследования заключаются в том, что тусклому белому карлику, расположенному в 90 световых годах от Земли, а также остаткам его орбитальной планетной системы более 10 миллиардов лет.
Судьба большинства звезд, в том числе таких, как наше Солнце, — стать белыми карликами. Белый карлик — это звезда, которая сожгла все свое топливо и сбросила свои внешние слои и проходит процесс сжатия и охлаждения. Во время этого процесса любые вращающиеся планеты будут разрушены, а в некоторых случаях уничтожены, а их обломки будут скапливаться на поверхности белого карлика.
В своем исследования группа астрономов под руководством Уорикского университета изучила два необычных белых карлика, которые были обнаружены космической обсерваторией GAIA. Обе звезды загрязнены планетарными обломками, причем одна из них оказалась необычно синей, а другая — самой тусклой и самой красной из обнаруженных на сегодняшний день в ближайшем галактическом окружении.
Используя спектроскопические и фотометрические данные GAIA, Dark Energy Survey и прибора X-Shooter в Европейской южной обсерватории, чтобы определить, как долго она остывает, астрономы обнаружили, что возраст «красной» звезды WDJ2147-4035 составляет около 10,7 млрд. лет, из которых 10,2 миллиарда лет было потрачено на охлаждение белого карлика.
Спектроскопия включает анализ света звезды на разных длинах волн, что позволяет определить, когда элементы в атмосфере звезды поглощают свет разных цветов, и помогает определить, какие это элементы и в каком количестве.
Анализируя спектр WDJ2147-4035, ученые обнаружили присутствие металлов натрия, лития и калия, что делает звезду самым старым из обнаруженных на сегодняшний день белых карликов, загрязненных металлами.
Вторая «голубая» звезда WDJ1922+0233 лишь немногим моложе WDJ2147-4035 и была загрязнена планетарными обломками, близкими по составу к континентальной коре Земли. Научная группа пришла к выводу, что синий цвет WDJ1922+0233, несмотря на низкую температуру поверхности, вызван необычной смешанной гелий-водородной атмосферой.
Обломки, обнаруженные в атмосфере почти чистого гелия красной звезды WDJ2147-4035, принадлежат старой планетной системе, которая пережила эволюцию звезды в белого карлика, что привело астрономов к выводу, что это самая старая планетная система, обнаруженная в Млечном Пути.
«Эти звезды, загрязненные металлами, показывают, что Земля не уникальна, существуют другие планетные системы с планетарными телами, похожими на Землю. 97% всех звезд станут белыми карликами, и они настолько распространены во Вселенной, что их очень важно понять. Холодные белые карлики, образованные из самых старых звезд в нашей галактике, предоставляют информацию о формировании и эволюции планетных систем возле самых старых звезд в Млечном Пути» — говорят ученые.
Астрономы также могут использовать спектры звезды, чтобы определить, как быстро металлы погружаются в ядро звезды, что позволяет им оглянуться назад во времени и определить, насколько обильным был каждый из этих металлов в первоначальном планетарном теле.
Сравнивая это количество с астрономическими телами и планетарным материалом, найденным в нашей солнечной системе, мы можем предположить, какими были бы эти планеты до того, как звезда умерла и превратилась в белого карлика, но в случае WDJ2147—4035 это оказалось непростой задачей.
«Красная звезда WDJ2147-4035 является загадкой, поскольку скопившиеся обломки планет очень богаты литием и калием и не похожи ни на что известное в нашей собственной солнечной системе. Это очень интересный белый карлик, поскольку его сверххолодная температура поверхности, загрязняющие его металлы, его преклонный возраст и тот факт, что он магнитный, делают его чрезвычайно редким» — говорят ученые.
«Когда эти старые звезды формировались более 10 миллиардов лет назад, Вселенная была менее богата металлами, чем сейчас, поскольку металлы образуются в эволюционировавших звездах и гигантских звездных взрывах. Два наблюдаемых белых карлика открывают захватывающее окно в процесс формирования планет в бедной металлами и богатой газом среде, которая отличалась от условий, когда формировалась Солнечная система».
Исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.