Кой е най-добрият начин да се разкрие от какво е направена една екзопланета? Разбира се, да се изчака тя да бъде гравитационно разкъсана и погълната от звездата си! Астрономи, използващи обсерваторията W. M. Keck на Мауна Кеа, Хавай, са забелязали такъв ужасяващ поглед към звезден канибализъм: мъртва звезда, подобна на Слънцето, поглъщаща останките на разбитата си планета – повече от 3 милиарда години след като споменатата звезда се е превърнала в бяло джудже. Това забавено разрушение е повече от изненадващо; то „предизвиква нашето разбиране за еволюцията на планетарната система“, казва астрофизикът Ерика Льо Бурде от Университета в Монреал в Канада. Това откритие предлага и смразяващ поглед върху това, което може да се случи в нашата собствена Слънчева система, повече от 5 милиарда години в бъдещето, след като нашето Слънце изхвърли външните си слоеве в космоса и се превърне в охлаждаща космическа пепел или бяло джудже.
Най-важното е, че изследователите са открили наличието на 13 тежки елемента във фотосферата на бялото джудже. Това е най-високият брой, докладван досега за богато на водород бяло джудже, разкривайки раздробените останки от древна планета, която е била с ширина поне 200 километра и е имала скалиста мантия и метално ядро – аналогично на Земята. Въпросното бяло джудже се нарича LSPM J0207+3331 и се намира на 145 светлинни години от Земята в съзвездието Триъгълник.
Още: Ново важно открие разкрива как работи гигантската пещ на Слънцето
Повече за откритието
Откриването на толкова много тежки елементи е неочаквано в хладно, богато на водород бяло джудже, както обяснява Льо Бурде: „Техните атмосфери са по-непрозрачни и тежките елементи потъват бързо към центъра на звездата. Очаквахме да видим само няколко елемента".
За разлика от това, тези елементи са по-лесни за идентифициране в по-топлите, богати на хелий бели джуджета, защото хелият е по-прозрачен и елементите се нуждаят от повече време, за да потънат през атмосферата, от порядъка на милиони години, в сравнение само с няколко дни за по-студено, доминирано от водород джудже.
И все пак, богатите на водород бели джуджета са изобилни, представлявайки огромното мнозинство от мъртви звезди, подобни на Слънцето. Те са и едни от най-старите звезди в Млечния път. Следователно, това проучване представя нов начин за анализ на дългосрочната планетарна еволюция на древни тела около (мъртви) звезди, подобни на нашата собствена.
Още: Нови три спътника ще изследват изригванията на Слънцето (ВИДЕО)
Защото, вероятно по ироничен начин, тези бели джуджета могат уникално да разкрият състава на екзопланетите, като ги унищожат. Планетарни детайли като химичен състав и скалисти ядра са недостъпни за директни наблюдения. Но когато една планета бъде погълната от бялото си джудже, нейните елементи оставят показателни химически отпечатъци в преди това девствената водородна атмосфера на това джудже.
В резултат на това изследователите са установили, че унищожената планета има висока масова фракция на ядрото от приблизително 55 процента. Това измерване показва, че ядрото на планетата представлява значителна част от общата ѝ маса. За сравнение, необичайно високата масова фракция на ядрото на Меркурий е около 70 процента, докато на Земята е около 32 процента.
Това проучване също така показва вечната променливост на планетарните системи. „Нещо очевидно е нарушило тази система дълго след смъртта на звездата“, казва Джон Дебес, астроном от Научния институт за космически телескопи в Балтимор и съавтор на изследването.
Точната механика все още е загадъчна
Още: 400-годишна мистерия за Слънцето най-накрая беше решена
С напредването на възрастта, смъртта и загубата на маса звездите могат да дестабилизират орбитите на планетите и други тела около тях. Като алтернатива, разкъсаната планета може да е била нарушена от орбиталното влияние на другите планети в системата. Тази забавена нестабилност „би могла да сочи към дългосрочни динамични процеси, които все още не разбираме напълно“, добавя Дебес.
В бъдеще учените се надяват да намерят допълнителни улики, за да установят дали планетарното разрушение се е случило поради влиянието на планети с размерите на Юпитер, които могат да тласнат по-малките планети по пътя към катастрофа. Тези потенциални извънземни Юпитери обаче биха били трудни за откриване поради ниските им температури и разстояние от джуджето.
Все пак, тяхното присъствие може да бъде установено с помощта на архивни данни от вече пенсионирания космически телескоп Gaia на Европейската космическа агенция. Заедно с инфрачервените данни от космическия телескоп „Джеймс Уеб“ на НАСА, подобни допълнителни данни биха могли да посочат точно виновника (или виновниците) за това космическо престъпление, чието създаване е започнало преди 3 милиарда години, и да разкрият тайните на многопланетната еволюция в други „мъртви“ системи във Вселената.
И накрая, анализът на състава на други светове, унищожени от бели джуджета, ще позволи на астрономите да тестват „формирането и еволюцията на екзопланети в галактически мащаб“, за да разкрият тайните за това как се формират, растат и умират извънземни светове (включително планети, подобни на Земята).
Това изследване е публикувано в The Astrophysical Journal.
