Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил в диске вокруг загрязненного белого карлика WD 0145+234 следы силикатных и карбонатных минералов. Это может указывать на то, что разрушенные карликом в прошлом тела были достаточно крупными объектами, внутри которых протекали реакции с участием жидкой воды. Препринт доступен на сайте arXiv.org.
Белые карлики возникают в конце жизни звезд малой и средней массы, наше Солнце тоже в него превратится после фазы красного гиганта. Большое значение поверхностной гравитации приводит к опусканию тяжелых элементов ниже фотосферы белых карликов, благодаря чему их атмосфера состоит в основном из водорода или гелия. Однако известно немало карликов с атмосферой, загрязненной следами тяжелых элементов, что связывают с аккрецией на карлики тел, разрушенных приливными силами, из диска вокруг них. Благодаря этому ученые получают необычный способ исследовать вещество в системах звезд главной последовательности, оставшееся от планет, карликовых планет, астероидов или планетезималей.
Группа астрономов во главе с Эндрю Своном (Andrew Swan) из Уорикского университета представила результаты первых спектроскопических наблюдений телескопа «Джеймс Уэбб» за загрязненным белым карликом. Наблюдения велись при помощи инструментов MIRI и NIRSpec в инфракрасном диапазоне, первое наблюдение произошло 26 июля 2022 года, а следующие пять следовали с интервалом в 3, 6, 12, 21 и 357 дней.
Целью исследований стал WD 0145+234 — яркий белый карлик, который в 2018 году произвел инфракрасную вспышку (с тех пор затухающую), которая могла быть следствием падения на карлик крупного тела. Сам карлик обладает температурой 13 тысяч кельвин и массой около 0,67 массы Солнца, демонстрирует загрязнение тяжелыми элементами и окружен диском, содержащим излучающий газ. Карлик находится в 95,8 светового года от Солнца.
Наблюдения показали, что околозвездный диск возвращается в спокойное состояние, демонстрируя избыток инфракрасного излучения, схожий с типичными запыленными белыми карликами. Исследователи заметили наличие мелкой силикатной пыли, частицы которой могут постоянно сталкиваться друг с другом. Предполагается, что это скорее всего частицы энстатита, однако возможно и форстерита. Кроме того, есть свидетельства наличия карбонатных минералов в пыли, если это в дальнейшем подтвердится, то можно говорить о том, что разрушенные карликом тела были достаточно большими (десятки километров), чтобы внутри них шли химические реакции с участием жидкой воды.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые нашли объект планетарного масштаба у белого карлика.