Толчок рождения белого карлика: как астероиды меняют состав звезд

Белые карлики — это "умершие" звезды нашей галактики, которые по размеру схожи с Землей, но по массе — с Солнцем. Они составляют около 97% звёздного населения нашей галактики. Эти звёзды, достигая завершения своего жизненного цикла, превращаются в плотные шары, что делает галактику похожей на светящееся кладбище.

Проблема химического состава этих звездных останков долгое время оставалась нерешенной загадкой для астрономов. Наличие на их поверхности тяжёлых металлов, таких как кремний, магний и кальций, вызывало вопросы, ведь теоретически такие элементы должны были бы быстро опускаться к ядру звезды. «Тяжелые металлы на поверхности белого карлика указывают на то, что звезда активно что-то поглощает», — объясняет Тацуя Акиба, аспирант JILA.

В новой статье в журнале Astrophysical Journal Letters команда исследователей из JILA и Университета Колорадо в Боулдере под руководством профессора Энн-Мари Мэдиган и студентки Селе Макинтайр предложила объяснение. Используя компьютерное моделирование, они выяснили, что во время формирования белого карлика мог произойти "толчок рождения" из-за асимметричной потери массы, который изменил движение звезды и динамику окружающих её объектов. В 80% случаев это приводило к тому, что орбиты комет и астероидов становились вытянутыми и совпадающими, а около 40% поглощенных планетезималей двигались по ретроградным орбитам.

«Это первый раз, когда мы видим такие долгосрочные последствия аккреции», — говорит Мэдиган. Эти результаты не только помогают понять, почему тяжелые металлы находятся на поверхности белого карлика, но и открывают новые подробности о динамике таких звезд.

Результаты исследования также важны для понимания формирования и эволюции солнечных систем. По словам Мэдиган, большинство планет в конце концов окажутся на орбите у белого карлика, и возможно, до 50% таких систем будут поглощены их звездами. «Теперь у нас есть механизм, объясняющий, почему это происходит», — добавляет она.

Селе Макинтайр подчеркивает важность планетезималей для изучения других солнечных систем: «Они помогают нам узнать больше о составе планет за пределами нашего солнечного региона. Белые карлики — это не только свидетели прошлого, но и ключ к пониманию будущего». Эти открытия расширяют наши знания о химии и динамике космических объектов, предоставляя новые возможности для изучения Вселенной.