На изображении этого художника изображен магнитный белый карлик WD 0816-310, на поверхности которого астрономы обнаружили шрам, образовавшийся в результате проглатывания планетарных обломков. Фото: ESO/L. Кальсада
Когда такая звезда, как наше Солнце, достигает конца своей жизни, она может поглотить окружающие планеты и астероиды, которые родились вместе с ней. Теперь, используя Очень Большой Телескоп Европейской Южной Обсерватории (VLT ESO) в Чили, исследователи впервые обнаружили уникальный признак этого процесса — шрам, отпечаток на поверхности звезды белого карлика. Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.
«Хорошо известно, что некоторые белые карлики — медленно остывающие угли звезд, подобных нашему Солнцу, — пожирают части своих планетных систем. Теперь мы обнаружили, что магнитное поле звезды играет ключевую роль в этом процессе, в результате чего на поверхности звезды появляется шрам. поверхности белого карлика», — говорит Стефано Багнуло, астроном из обсерватории и планетария Армы в Северной Ирландии, Великобритания, и ведущий автор исследования.
Шрам, который наблюдала команда, представляет собой скопление металлов, отпечатанных на поверхности белого карлика WD 0816-310, остатка звезды размером с Землю, похожей на наше Солнце, но несколько крупнее его.
«Мы продемонстрировали, что эти металлы происходят из планетарного фрагмента размером с Весту, а возможно и большего ее размера, который имеет диаметр около 500 километров и является вторым по величине астероидом в Солнечной системе», — говорит Джей Фарихи, профессор Университетского колледжа Лондона. Великобритания и соавтор исследования.
Наблюдения также дали ключ к пониманию того, как у звезды появился металлический шрам. Команда заметила, что сила обнаружения металлов менялась по мере вращения звезды, что позволяет предположить, что металлы концентрируются в определенной области на поверхности белого карлика, а не плавно распределяются по ней.
Они также обнаружили, что эти изменения были синхронизированы с изменениями магнитного поля белого карлика, что указывает на то, что этот металлический шрам расположен на одном из его магнитных полюсов. В совокупности эти подсказки указывают на то, что магнитное поле направляло металлы на звезду, создавая шрам. Ранее астрономы наблюдали многочисленные белые карлики, загрязненные металлами, которые были разбросаны по поверхности звезды. Известно, что они происходят от разрушенных планет или астероидов, которые отклоняются слишком близко к звезде, следуя по звездным орбитам, подобным орбитам комет в нашей Солнечной системе.
Однако в случае WD 0816-310 команда уверена, что испаренный материал был ионизирован и направлен на магнитные полюса магнитным полем белого карлика. Этот процесс имеет сходство с тем, как формируются полярные сияния на Земле и на Юпитере.
«Удивительно, но материал не был равномерно перемешан по поверхности звезды, как предсказывает теория. Вместо этого этот шрам представляет собой концентрированный участок планетарного материала, удерживаемый тем же магнитным полем, которое направляло падающие фрагменты», — говорит соавтор Джон Лэндстрит, профессор Западного университета в Канаде, который также связан с обсерваторией и планетарием Армы. «Ничего подобного раньше не видели».
Чтобы прийти к этим выводам, команда использовала на VLT инструмент «швейцарский нож» под названием FORS2, который позволил им обнаружить металлический шрам и связать его с магнитным полем звезды.
«ESO обладает уникальным сочетанием возможностей, необходимых для наблюдения за слабыми объектами, такими как белые карлики, и для точного измерения магнитных полей звезд», — говорит Багнуло. В своем исследовании команда также опиралась на архивные данные прибора X-shooter VLT, чтобы подтвердить свои выводы.
Используя возможности подобных наблюдений, астрономы могут выявить основной состав экзопланет, планет, вращающихся вокруг других звезд за пределами Солнечной системы. Это уникальное исследование также показывает, как планетные системы могут оставаться динамически активными даже после «смерти».
