Белый карлик окружен обломками планеты и объекта из пояса Койпера

Белые карлики – это одно из тех конечных состояний, в которых оказываются некоторые звезды после окончания срока их термоядерного синтеза. Но что происходит с планетами вокруг звезды, когда она превращается в белого карлика? Астрономы не могут видеть будущее, но могут наблюдать за существующими белыми карликами и исследовать судьбы их планет. Именно этим занялась группа ученых из Германии и США в своей статье Unusual Abundances from Planetary System Material Polluting the White Dwarf G238-44. Статья была принята к публикации в Astrophysical Journal. G238-44 находится примерно в 86 световых годах от нас и имеет атмосферу с преобладанием водорода, загрязненную другими элементами, включая углерод, неон, кислород, серу и железо. Данные, собранные за 24 года обсерваторией Кека, показывают стабильную и непрерывную аккрецию этих материалов из околозвездного резервуара на белый карлик. Исследователи также говорят, что они обнаружили аномально высокое содержание металлического железа. Могло ли железо и другие элементы происходить из одного родительского тела? Или для объяснения наличия всех этих материалов необходимы два тела? «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».

Если оно произошло от двух отдельных тел, пишут ученые, то одно из них состоит из материала, подобного ртути и богатого железом, а другое может быть ледяным объектом пояса Койпера. Эти объекты имеют различный состав, и вместе предоставляют «химические доказательства наличия как скалистых, так и ледяных тел в экзопланетной системе».

Сочетание элементов и то, как они появляются в Солнечной системе, является ключом к этой работе. Кислород универсален и встречается повсюду в Солнечной системе, а также является компонентом всех объектов. Но углерод, азот и железо – это гораздо более специализированные вещества. Объекты, которые формируются вблизи родительской звезды, имеют большее содержание Fe, в то время как N образуется в значительных количествах только за пределами линии замерзания Солнечной системы. «Мы не ожидаем, что объекты с высоким содержанием Fe также будут иметь высокое содержание N. G238-44 нарушает эту тенденцию», – говорят авторы. – «Предлагаемая модель с двумя телами способна воспроизвести эту необычную характеристику».

«Мы предполагаем, что G238-44 одновременно аккрецирует богатый металлами экзопланетезималь и богатый летучими веществами экзопланетный объект пояса Койпера. Если наша интерпретация верна, это было бы первым свидетельством одновременной аккреции двух различных родительских тел в белом карлике», – пишут авторы. Они говорят, что белый карлик аккрецирует материал из тела, богатого металлами, и тела, богатого летучими веществами в соотношении 1,7:1.