Иногда то, что трагично для планеты, оказывается большой удачей для астрономов. Например, когда находят следы космического каннибализма, остатков поглощения мертвыми звездами собственных планет и астероидов. Жизнь массивных звезд заканчивается вспышкой сверхновой, ударная волна от которой способна смести всю систему планет. Но и те, что поменьше, превращаются в белые карлики, которые разрывают на части и поглощают свои планеты. Шанс выяснить, из чего состоят далекие экзопланеты, дает пепел проглоченных миров, оставшийся в атмосфере остывающей звезды.
«Звездные трупы»
Звезда состоит из нескольких слоев. Каждый из них имеет разную плотность, температуру и давление. Выше всего давление в ядре, на которое к тому же своей тяжестью давят все вышележащие слои. Из-за этого ядра звезды имеют солидную плотность (ядро Солнца плотнее стали раз в 20). Температура в нем также невероятно высока, из-за того, что в центре проходит термоядерная реакция, которая превращает водород в гелий. Когда он в ядре заканчивается, то начинается «горение» водорода в тонком слое, прилегающем к внешней стороне ядра. И так дальше, слой за слоем.
Под воздействием мощного излучения звезда превращается в красного карлика. Значительную часть массы звезды рассеивает в окружающее пространство вспышка сверхновой, или более скромные процессы у маломассивных светил. В любом случае, остается лишь раскаленное ядро и облако разреженной материи вокруг. Дальше в борьбу вступают гравитация, которой необходимо сжать ядро, и давление вещества, которое стремится этому помешать. Более массивные остатки сжимаются, превращаясь в нейтронную звезду или же черную дыру. Менее массивные остаются «звездным трупом» – маленьким и плотным белым карликом.
Становясь красными гигантами, массивные светила расширяются и поглощают свои планеты. Однако при превращении в менее массивных белых карликов, происходит простое разрушение баланса гравитационных сил. В начавшемся беспорядке некоторые планеты могут подойти к звезде настолько близко, что приливные силы их просто разорвут. Планеты превратятся в пылевое облако, которое, в конце концов, осядет на поверхности звезды. Чтобы такое произошло, планете понадобится приблизится к светилу примерно на один солнечный радиус.
Загрязненные карлики
Многие звездные системы уже испытали подобные катаклизмы. Облака обломков и пыли можно наблюдать вокруг некоторых белых карликов. Но даже самым современным оборудованием их сложно заметить. Есть и другие свидетельства этих процессов. Атмосфера белых карликов тонкая и состоит из жалких остатков водорода и гелия. Но у каждого четвертого калика в атмосфере наблюдаются и более тяжелые элементы. Их называют «загрязненные белые карлики». Эти элементы явно не принадлежат самой остывающей звезде. Колоссальная гравитация плотного тела не позволила бы. Так что, это остатки от тех планет, что не так давно были разорваны и поглощены. За пару сотен миллионов лет они не успевают полностью поглотиться белым карликом.
Как правило, об экзопланете можно узнать только ее радиус и массу. Химический состав – это на самом деле всего лишь предположения, основанные на знаниях законов физики и планет Солнечной системы. Например, не бывает газовых планет с земной массой, и наоборот. Но «планета из твердых минералов» или «газовый гигант» – не самое исчерпывающее описание. Если одновременно известны радиус и масса экзопланеты, то это позволяет вычистить ее плотность. Но это бывает редко и никак не помогает выяснить ее состав.
Скачать мобильное приложение SFERA:
🇷🇺Rustore
🤖Android
🍎iOS
SFERA — это мессенджер, социальная сеть, сервис знакомств, поиск новых друзей, поиск работы/сотрудников, видеосервис и многое другое. Всё бесплатно и без рекламы. Мы за развитие, мы для думающих людей и мы против деградации.
Для этого астрономы прибегают к транзитному методу. Когда экзопланета проходит между своей звездой и объективом телескопа, то звездные лучи просвечивают ее атмосферу. Тогда в спектре можно увидеть следы газов. Но такой метод годится только для больших планет, хотя он не покажет состава поверхности. В этой связи и возлагают большие надежды на загрязненных карликов. В их атмосфере витают именно те атомы, что когда-то составляли планеты, ими уничтоженные. Можно выяснить относительное содержание химических элементов, и понять, из каких молекул они состояли.
Двойное падение
Недавним объектом исследования астрономов стал G238-44. Благодаря собранным данным нескольких телескопов, они смогли измерить содержание железа, кремния, магния, кислорода, азота в его атмосфере. Оказалось, что железа там очень много, а это значит, что на него падали планеты с железными ядрами, или астероиды из металла. Еще там много азота. Значит, были и ледяные тела. Так как общая масса, которую поглотил G238-44, меньше лунной, то, скорее всего, речь идет только об астероидах.
Знания ученых о Солнечной системе говорят им, что в одном космическом объекте не может быть два столь разных состава. Близко к звезде могут образоваться скалистые астероиды, но никак не ледяные тела, которые бы просто испарились под звездными лучами. G238-44 стал первым известным карликом, на который падали и железные, и ледяные тела. Из этого можно сделать вывод, что процесс превращения звезды в белый карлик, точнее его последствия, затрагивает и окраины системы, где вращаются ледяные тела.
Кроме того, пример G238-44 показал, что не только наше светило имеет внешний пояс ледяных тел. Это подтверждают и экзокометы, которых ученые периодически наблюдают. К слову, о кометах. Многие исследователи отводят им важную роль в появлении жизни на Земле: мол, они занесли на нее воду и органику. Тогда получается, что для зарождения жизни недостаточно наличия только тугоплавких тел, нужны и такие ледяные гости. Хотя для доказательства массового существования ледяные поясов все еще недостаточно сведений.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также:
