Nature: впервые ученые наблюдали, как белый карлик поглощает осколки разрушенных планет

«Наконец-то мы увидели, как материал действительно входит в атмосферу звезды, — говорит астрофизик Тим Каннингем из Уорикского университета в Великобритании. — Впервые нам удалось получить скорость аккреции, которая не зависит от подробных моделей атмосферы белого карлика».

Белые карлики, точно так же, как нейтронные звезды и черные дыры, представляют собой схлопнувшиеся ядра звезд, которые достигли конца своей жизни на главной последовательности, когда у них закончилось топливо для ядерного синтеза. Их отличает масса: белые карлики представляют собой ядра звезд-предшественников, масса которых до восьми раз превышает массу Солнца; нейтронные звезды и черные дыры произошли от более массивных звезд.

В конце своей жизни умирающая звезда выбрасывает большую часть своего внешнего материала. Тем не менее, экзопланеты были замечены на орбитах вокруг белых карликов. И в последние годы астрономы заметили признаки того, что белые карлики, возможно, также аккрецируют (или формируют) экзопланеты.

«Раньше для измерения темпов аккреции использовалась спектроскопия, и они зависели от моделей белых карликов, — объясняет Каннингем. — Это численные модели, которые рассчитывают, как быстро элемент уходит из атмосферы в звезду, и говорят вам, сколько элемента попадает в атмосферу в виде скорости аккреции. Затем вы можете работать в обратном направлении и определить, сколько элемента было в родительском теле, будь то планета, луна или астероид ».

Эта новая работа отличается от других. Вместо того, чтобы искать элементы в атмосфере белого карлика, команда обнаружила высокоэнергетичный свет, излучаемый при столкновении материала разорвавшейся экзопланеты со звездой.

Когда компактный объект, такой как белый карлик или черная дыра, аккрецирует другой объект, это достаточно «грязное» явление. Во-первых, вращающееся тело разрывается приливом, то есть гравитационные напряжения, когда оно приближается слишком близко к мертвой звезде, разрывают объект на части. Затем этот вращающийся поток материала (в данном случае, «кишки» экзопланеты) стекает в звезду с диска для продолжительной аккреции.

Каннингем и его команда использовали рентгеновскую обсерваторию Чандра, которая улавливает рентгеновские лучи от аккрецирующих черных дыр и нейтронных звезд, для изучения загрязненного белого карлика по имени G 29-38, расположенного в 57 световых годах от нас. Считается, что он относительно молод, поскольку его «рухнул» всего 600 миллионов лет назад; предыдущие исследования также предполагают, что белый карлик окружен диском обломков и имеет тяжелые элементы в своей атмосфере.

С помощью Chandra исследователи смогли изолировать G 29-38 от других источников рентгеновского излучения в небе; действительно, они обнаружили рентгеновский сигнал, генерируемый аккрецией. Результат, наконец, подтверждает, что белые карлики действительно являются довольно агрессивными объектами, и дает астрономам новый инструмент для исследования этих захватывающих взаимодействий.

Исследование опубликовано в журнале Nature .