Получено доказательство существования ледяных объектов вне Солнечной системы

Астрономы определили химический состав фрагмента планеты, поглощаемого белым карликом далеко за пределами нашей Солнечной системы.

© NASA

Считается, что воду на Землю принесли кометы и ледяные планетезимали. Отсюда следует, что их существование — обязательное условие для возникновения жизни. Но за пределами нашей Солнечной системы маленькие тусклые ледышки очень сложно идентифицировать. Теперь получены первые убедительные доказательства таких объектов. О своем открытии исследователи сообщили на страницах Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Они использовали ультрафиолетовую спектроскопию с космического телескопа «Хаббл» для изучения химического состава далеких звезд. Одна звезда выделялась наличием летучих веществ на поверхности. Атмосфера белого карлика обычно состоит из водорода и гелия, но у WD 1647+375 были обнаружены такие элементы, как углерод, азот, сера и кислород. Эта богатая летучими веществами атмосфера стала первой подсказкой, что WD 1647+375 отличается от других.

«Для белых карликов нередки признаки кальция, железа и других металлов из материала, который они аккрецируют. Он поступает от планет и астероидов, которые подходят слишком близко к звезде, разрушаются и поглощаются. Анализ химического состава этого материала дает нам представление о том, как устроены планетезимали за пределами Солнечной системы. Таким образом, белые карлики выдают "космические преступления" — когда планетезималь падает на них, ее элементы оставляют химические следы в атмосфере звезды, позволяя нам восстановить личность "жертвы". Обычно мы видим свидетельства аккреции каменистого материала, такого как кальций и другие металлы, но обнаружение обломков, богатых летучими веществами, было подтверждено лишь в нескольких случаях», — объясняет ведущий автор Снехалата Саху с физического факультета Уорикского университета.

Одно летучее вещество — азот — особенно важный химический индикатор ледяных планет. Его в поглощенном WD 1647+375 материале намерили до 5%. Это самая высокая концентрация азота, когда-либо обнаруженная в обломках белого карлика. Кислорода там на 84% больше, чем если бы «жертвой» белого карлика была обычная каменистая планета.

Авторы подсчитали, что последние 13 лет обломки питали звезду со скоростью 200 тонн в секунду. Это значат, что ледяной объект был размером не менее трех километров — но это минимум, потому что «космический вампиризм» мог продолжаться в сотни тысяч раз дольше, чем захваченные «Хабблом» 13 лет, а размер объекта доходил, наверное, до 50 км.

Резюмируя полученные данные, можно представить, что объект представлял собой ледяную планетезималь, состоявшую на 64% из воды — что-то вроде кометы Галлея или фрагмента карликовой планеты.

«Богатая летучими веществами природа WD 1647+375 делает ее похожей на объекты пояса Койпера (ОПК) в нашей Солнечной системе — ледяные объекты за орбитой Нептуна. Мы считаем, что поглощаемая звездой планетезималь, скорее всего, была фрагментом карликовой планеты, подобной Плутону. Это основано на ее богатом азотом составе, большой расчетной массе и высоком соотношении льда к породе 2,5, что больше, чем у типичных ОПК, и, вероятно, происходит из коры или мантии планеты, подобной Плутону», — говорит профессор Борис Т. Гэнсике, соавтор исследования.

Это первое однозначное обнаружение белого карлика с водородной атмосферой, поглощающего ледяную планетезималь. Остается открытым вопрос, сформировался ли этот объект в планетной системе вокруг исходной звезды или же это межзвездная комета, захваченная из глубокого космоса. В любом случае, открытие стало убедительным доказательством, что ледяные, богатые летучими веществами тела существуют в планетных системах за пределами нашей собственной.

Источник: rambler