Древний белый карлик, окруженный кольцами

В рамках проекта «Backyard Worlds: Planet 9» по поиску пока еще неизвестных миров во внешних рубежах Солнечной системы астрономы-любители открыли самый старый и самый холодный из всех известных белый карлик, окруженный кольцами. Исследование, описывающее находку, которая ставит под сомнение существующие модели планетных систем, представлено в журнале The Astrophysical Journal.

«Этот белый карлик настолько старый, что процесс подачи материала в его кольца должен продолжаться миллиарды лет. Однако большинство моделей, созданных для объяснения колец вокруг белых карликов, работают только на временном интервале около 100 миллионов лет, поэтому эта звезда действительно ставит под сомнение наши предположения о том, как развиваются планетные системы», – рассказывает Джон Дебес, ведущий автор исследования из Научного института космического телескопа в Балтиморе (США).

Когда у звезды, похожей на Солнце, заканчивается топливо, она превращается в красного гиганта, который в последствии выбрасывает в космос по крайней мере половину своей массы и оставляет после себя очень горячий белый карлик. В период фазы расширения звезды близкие к ней планеты и астероиды поглощаются и сжигаются, а далекие миры выживают, но постепенно начинают удаляться от погибающего светила, переходя на более далекие орбиты. Это происходит при снижении гравитационного влияния на окружающие звезду объекты в ходе потери ею массы.

Белый карлик с кольцами в представлении художника. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger

Такой сценарий описывает будущее Солнечной системы. Примерно через 5 миллиардов лет Меркурий, затем Венера и, возможно, Земля будут поглощены, когда Солнце превратится в красного гиганта. В течение сотен тысяч или миллионов лет внутренняя часть системы будет очищена, а остальные планеты уйдут во внешние области.

Тем не менее, некоторые белые карлики, от 1 до 4 процентов, показывают инфракрасное излучение, указывающее на то, что они окружены дисками из пыли или кольцами. Ученые считают, что пыль является остатками разорванных приливным разрушением астероидов и комет, которые проживали на большом удалении от звезды, но были брошены на нее «убегающими» планетами.

Как и другие белые карлики, J0207 демонстрирует голубоватый оттенок в видимом свете (вверху). Однако в инфракрасном диапазоне (внизу) он имеет неожиданно оранжевый оттенок, что указывает на пока необъяснимое присутствие пылевых колец. Credit: Digitized Sky Survey/WISE/NEOWISE, Aaron Meisner (NOAO)

Однако белый карлик LSPM J0207 + 3331, который находится на расстоянии 145 световых лет от Земли в направлении созвездия Козерога и очень ярко светится в инфракрасном диапазоне, не вписывается даже в этот малый процент. За 3 миллиарда лет он остыл до температуры в 5800 градусов Цельсия, что делает J0207 самым старым и самым холодным белым карликом, окруженным пылью и кольцами. Ранее такие структуры наблюдались только вокруг белых карликов возрастом до одного миллиарда лет.

Теперь астрономам предстоит объяснить наличие пыли и колец на орбите J0207. При этом ученые считают, что у обнаруженного белого карлика может быть даже два кольца: одно тонкое в месте, где приливные силы разрушают астероиды, и более широкое ближе к звезде.

«Первоначально, есть постоянный поток материала. Планеты швыряют астероиды внутрь к белому карлику, которые рассыпаются, поддерживая диск из пыли. Но со временем пояс астероидов истощается, как песчинки в песочных часах. В конце концов, весь материал на диске падает на поверхность белого карлика, поэтому у более старых из них, таких как J0207, очень мало шансов быть окруженными кольцами», – заключил Джон Дебес.Источник: Роман Захаров/InSpace