Используя данные телескопа «Хаббл», а также других обсерваторий NASA, американские астрономы сумели обнаружить необычный белый карлик, получивший обозначение G238-44. Особенность мертвой звезды заключается в том, что она активно поглощает каменно-металлические астероиды и ледяные тела, находящиеся на довольно большом расстоянии от нее.

В прошлом G238-44 был звездой, напоминавшей наше Солнце. После того, как светило исчерпало запасы своего водородного горючего, оно начало расширяться, став красным гигантов. Затем умирающая звезда сбросила в окружающее пространство большую часть своей атмосферы. От нее осталось лишь сжавшееся и постепенно остывающее ядро. Именно такие объекты и называют белыми карликами.

Астрономы давно подозревали, что фаза красного гиганта и последующий сброс им оболочки дестабилизируют звездную систему. За годы наблюдений им удалось найти несколько белых карликов, поедающих обломки планет и астероиды. Однако G238-44 показал, что ученые недооценивают масштаб подобных событий, а также возможности белых карликов по поглощению вещества.

Одна из ключевых особенностей белых карликов заключается в том, что любой химический элемент тяжелее водорода и гелия достаточно быстро «тонет» в нем, оседая в более глубоких слоях ближе к ядру. Это значит, что если в спектре белого карлика есть какие-либо отличные от водорода и гелия элементы — значит недавно он поглотил какой-то объект.

В ходе спектрального анализа G238-44 астрономам удалось идентифицировать большое количество различных элементов. Среди них азот, кислород, магний, кремний и железо. Обнаружение железа в очень больших количествах свидетельствует о захвате карликом металлических тел — астероидов или обломков каменных планет. А неожиданно высокое содержание азота указывает на то, что он поглощает ледяной объект вроде тех, что населяют пояс Койпера на окраине Солнечной системы.

По словам ученых, находка говорит о том, что гравитационное влияние белых карликов простирается намного дальше, чем считалось ранее, и они способны поглощать тела, находящиеся на весьма удаленных орбитах. Открытие также интересно тем, что дает возможность оценить химический состав экзопланет. Согласно популярной гипотезе, в свое время именно ледяные объекты доставили воду и органические соединения на Землю. G238-44 демонстрирует, что такие тела должны быть широко распространены в других звездных системах.

Используя данные, полученные при помощи телескопов Обсерватории Кека, астрономы подтвердили существование экзопланеты в системе MOA-2010-BLG-477 L. Особенность находки заключается в том, что она обращается вокруг белого карлика — остатка звезды, полностью истратившего запасы водородного горючего и сбросившего в окружающее пространство большую часть своего вещества. В далеком будущем аналогичная судьба ждет и наше Солнце.

https://phys.org/news/2021-10-weve-planet-surviving-dying-st...

MOA-2010-BLG-477 L расположен на расстоянии 6,5 тыс. световых лет от Земли в направлении галактического центра. Масса белого карлика примерно вдвое меньше солнечной. Что касается найденной экзопланеты, то это газовый гигант. Его масса превосходит массу Юпитера в 1.4 раза, а орбита расположена на расстоянии 2.8 а. е. от белого карлика.

Стоит отметить, что на сегодняшний день астрономами найдено свыше четырех тысяч экзопланет. Но лишь несколько из них обращаются вокруг белых карликов. Обнаружение экзопланеты в системе MOA-2010-BLG-477 L доказывает, что находящиеся на значительном удалении крупные газовые гиганты могут пережить гибель своей звезды.

Кроме того, находка дает некоторое представление о том, как будет выглядеть Солнечная система примерно через 7 млрд лет. Считается, что к тому моменту Солнце уничтожит Меркурий, Венеру и, скорее всего, Землю. А вот Марс и находящиеся за ним планеты выживут и продолжат обращаться вокруг красного гиганта, который, сбросив внешние слои, в итоге станет белым карликом.

Представленное изображение было получено рентгеновским телескопом Chandra (голубой цвет) с добавлением данных, собранных инфракрасным телескопом Spitzer (желтый и зеленый цвет), а также наземными радиотелескопами (красный цвет). Оно демонстрирует остаток сверхновой G344.7-0.1. По оценкам астрономов ее вспышка могла наблюдаться на Земле во эпоху бронзового века — в промежутке между 6 и 3 тыс. лет назад.

https://chandra.si.edu/photo/2021/g344/

G344.7-0.1 является порождением белого карлика. По всей видимости, он поглощал вещество своей звезды-компаньона, пока в какой-то момент его масса не превысила предел Чандрасекара (1,44 солнечной массы), что привело к термоядерному взрыву.

Chandra удалось зафиксировать феномен, известный под названием обратная ударная волна. Она возникает из-за того, что выброшенное сверхновой вещество сталкивается с межзвездной средой и постепенно замедляется. Это приводит к образованию обратной ударной волны, движущейся обратно к эпицентру взрыва. В процессе этого обломки нагреваются до значительных температур, что сопровождается образованием рентгеновского излучения.

Также Chandra удалось зафиксировать излучение атомов железа и кремния. В будущем произведенные сверхновой химические элементы рассеются по Млечному пути и войдут в состав газопылевых облаков, которые дадут жизнь новому поколению звезд и планет.

После того, как наше Солнце исчерпает запасы водородного горючего, расширится, и затем сбросит внешнюю оболочку, от него останется постепенно остывающий плотный объект размер с Землю. Он называется белым карликом. Такие тела являются будущим примерно 98% светил во Вселенной.

С целью исследовать физику, лежащую в основе эволюции белых карликов, международная команда астрономов сравнила их популяции в двух массивных шаровых скоплениях M3 и M13. Они имеют много общих физических свойств (например, возраст и металличность), однако их звездное население отличается друг от друга. В частности, светила М13 изначально были горячее, чем в М3.

https://phys.org/news/2021-09-hubble-hydrogen-burning-white-...

В общей сложности, исследователи изучили более 700 белых карликов (для этого были использованы данные, собранные телескопом Hubble). Они обнаружили, что все белые карлики M3 соответствуют стандартной модели. А вот в М13 существуют две отличающиеся популяции: стандартные белые карлики (примерно 30% от их общего числа) и те, которым удалось удержать внешнюю оболочку из водорода (оставшиеся 70%).

Последняя группа вызвала особый интерес у астрономов. Дополнив наблюдения Hubble результатами компьютерного моделирования, они пришли к выводу, что эти белые карлики продолжают сжигать водород на поверхности.

Открытие имеет важно значение. Во-первых, до этого считалось, что белые карлики являются полностью инертными и не поддерживают никакие реакции. Во-вторых, сжигая остатки водорода, они замедляют скорость своего охлаждения. В свою очередь, это означает, что некоторые белые карлики могут быть старше, чем считалось. Следовательно, оценки возраста звездных скоплений, основанные на определении возраста их белых карликов, могут иметь погрешности величиной вплоть до миллиарда лет.

Распространенная точка зрения, согласно которой белые карлики представляют собой неактивные, медленно остывающие звезды, поставлена под сомнение в результате новых наблюдений, проведенных с использованием космического телескопа Hubble («Хаббл») НАСА/ЕКА. Международная группа астрономов впервые обнаружила признаки того, что белые карлики могут замедлять своё «старение», сжигая водород на поверхности.

«Мы впервые смогли показать наблюдениями, что белые карлики способны поддерживать устойчивую термоядерную активность, - объяснил Цзяньсин Чен (Jianxing Chen) из Болонского университета и Итальянского национального астрофизического института, который возглавлял это исследование. – Это стало сюрпризом для нас, поскольку шло вразрез с существующей теорией».

Белые карлики представляют собой медленно остывающие звездные остатки, отбросившие свои внешние оболочки на последних этапах жизненного цикла. Они широко распространены во Вселенной – примерно 98 процентов от числа всех звезд в конечном счете превращаются в белых карликов, включая наше Солнце.

Чтобы изучить физику эволюции белых карликов, Чен и его команда сравнили между собой объекты этого класса, расположенные в двух разных группах звезд – шаровых скоплениях М3 и М13 соответственно. Эти два скопления звезд схожи по возрасту и металличности, но популяции звезд, дающих начало белым карликам, в них различны. В частности, звезды Горизонтальной ветви являются в среднем «более голубыми» в скоплении М13, что указывает на более высокие температуры светил.

Используя камеру Wide Field Camera 3 «Хаббла», команда наблюдала скопления звезд М3 и М13 в УФ-диапазоне, что позволило по итогам наблюдений сравнить более чем 700 белых карликов из обоих скоплений. Авторы нашли, что белые карлики скопления М3 представляли собой просто остывающие ядра, в то время как в скоплении М13 были зарегистрированы две популяции белых карликов – остывающие ядра, а также белые карлики, сумевшие сохранить внешнюю водородную оболочку, что позволило им дольше дожигать водород, синтезируя гелий, и оставаться при этом «молодыми» с точки зрения сохранения более высокой цветовой температуры, по которой астрономы определяют возраст белых карликов.

Сравнив наблюдения с результатами численного моделирования, авторы показали, что более 70 процентов белых карликов в скоплении М13 сжигают водород на поверхности, «омолаживаясь» таким образом.

Один из важных выводов этого исследования состоит в том, что возраст многих белых карликов Млечного пути может быть недооценен, при этом погрешность может составлять до 1 миллиарда лет, отметили авторы.

Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.

https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=...