Белые карлики в созвездии Девы разрушают транзитные планеты

«Галактическая сага». Часть 10

Часть 9. http://artefact-2007.blogspot.ru/2015/07/9-m82-ngc-3034.html

    Соседний карлик предсказывает гибель Солнечной системы (2006 год, SDSS 1228+1040).

Примерно так может выглядеть разрушение кометы или астероида в гравитационном поле белого карлика (иллюстрация NASA/JPL-Caltech 01.11.2006) 

    «Необычный космический объект – белый карлик с планетарным диском, в котором очень высоко содержание металлов, – был найден коллективом астрономов под руководством Бориса Гянсика (Boris T. Gänsicke) из университета Уорика (University of Warwick). Кроме того, в статье, опубликованной в "Science" и посвящённой открытию, учёные поведали, что наблюдаемый объект во многом предсказывает, каким образом будет разрушаться Солнечная система.

    Обнаруженная звезда, зарегистрированная под названием SDSS 1228+1040, находится в созвездии Девы на расстоянии 463 световых года от нас, то есть - относительно недалеко. По данным учёных, этот карлик массой порядка 0,77 солнечных представляет собой «остатки» звезды массой в 4-5 Солнц.
    Когда в таких звёздах выгорает водород, они начинают увеличиваться в сотни и тысячи раз, превращаясь при этом в так называемые красные гиганты, разрушая всё, что находится вокруг них. В результате этого процесса внешняя оболочка со временем рассеивается, и остаётся плотное ядро – белый карлик, звезда с массой примерно как у Солнца. Судя по всему, именно это и происходило с SDSS 1228+1040.
    Самая странная особенность открытия – это богатый металлами газопылевой диск, вращающийся вокруг звезды на расстоянии всего в 800 тысяч километров.
    По словам учёных, этот материал был привнесён в эту область после того, как белый карлик сформировался. Скорее всего, это вещество появилось из астероида размером 50 километров, выбитого с орбиты в результате какого-то межпланетного взаимодействия.
    Когда астероид подлетел близко, гравитация звезды его попросту раздробила на мелкие части, которые со временем образовали диск. А так как белый карлик достаточно горячий, часть вещества из этого диска попросту испарилась в окружающее пространство.
    Гянсик считает, что похожая судьба ожидает и нашу систему. В то время, когда Солнце будет красным гигантом, будут уничтожены внутренние планеты – Меркурий, Венера и, возможно Земля. По мере «разбухания» Солнца, оно потеряет около половины массы, и его гравитация «отпустит» внешние планеты и пояс астероидов на более далёкие орбиты.
    Когда после этого Солнце станет белым карликом, какой-нибудь объект из пояса астероидов может быть выбит со своей орбиты гравитацией Юпитера (который существенно не пострадает). Из-за этого он может направиться к Солнцу, где его постигнет та же судьба, что и астероид из системы SDSS 1228+1040.
    Гянсик говорит, что произойдёт такое ещё не скоро – Солнечная система станет похожей на систему из созвездия Девы только через 5-8 миллиардов лет». (26 декабря 2006 года). 

    (2006 год) 
    http://www.sciencemag.org/content/314/5807/1908.abstract 
    http://arxiv.org/abs/astro-ph/0612697
    http://www.astro.keele.ac.uk/jkt/pubs/2006Sci...314.1908G.pdf
    Рисунок - http://jumk.de/astronomie/exoplanets/sdss1228-1040.shtml 

    «A Dusty Component to the Gaseous Debris Disk around the White Dwarf SDSS J1228+1040» (2009 год)  http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/696/2/1402;jsessionid=F938137C138F3FD30047CD2F9C5DBC99.c4.iopscience.cld.iop.org 
    «SDSS J084539.17+225728.0: the first DBZ white dwarf with a metal-rich gaseous debris disc» http://mnrasl.oxfordjournals.org/content/391/1/L103.full 
    Иллюстр. - http://inspirehep.net/record/814045/plots 

    «Мы видим, как разрушалась бы Солнечная система» (2015 год, WD 11451017)

    «Белый карлик, раздирающий на части собственную планету, показал астрономам, как будет происходить гибель Солнечной системы через несколько миллиардов лет.

In this artist’s conception, a tiny rocky object vaporizes as it orbits a white dwarf star. Astronomers have detected the first planetary object transiting a white dwarf using data from the K2 mission. Slowly the object will disintegrate, leaving a dusting of metals on the surface of the star. (Credits: CfA/Mark A. Garlick)

    «Звезда смерти», техногенная конструкция, способная уничтожать планеты, была выдумкой режиссеров «Звездных войн», однако звезды – разрушители планет действительно существуют. И наблюдать за их «работой» астрономы могут в реальном времени, доказали ученые из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в США.

    Обнаружить необычный феномен удалось при помощи космического телескопа «Kepler», запущенного в 2009 году для поиска экзопланет. За несколько лет работы миссия стала самой результативной в плане достижения этой цели, на сегодня с ее помощью астрономы имеют порядка 5 тыс. кандидатов в экзопланеты, существование около тысячи из них подтверждено.
    Для открытия планет у далеких звезд «Kepler» должен подолгу вглядываться в эти звезды, фиксируя мельчайшие падения их яркости, когда планеты проходят на фоне их диска. Однако в 2013 году процесс открытия планет прервался из-за поломки одного из маховиков телескопа, что помешало ему точно наводиться на звезды. Тогда ученые предложили продлить миссию, использовав для точной ориентации аппарата солнечный ветер, и назвали эту вторую подаренную телескопу жизнь миссией К2.
    И в ходе уже этой миссии телескоп сделал удивительное открытие, удостоенное публикации в журнале «Nature». Одним из объектов, на который навелся телескоп после «перерождения», стал белый карлик WD 11451017 в созвездии Девы, в 570 световых годах от Солнца.
    Белые карлики - компактные сверхплотные объекты, в которые превращаются звезды типа Солнца. В конце эволюции такие звезды раздуваются, превращаясь в красных гигантов, затем сбрасывают внешние слои, обнажая плотное ядро звездной массы размером, в сотни раз меньшим размеров Солнца.
    Получив кривую блеска карлика, ученые заметили периодическое потускнение каждые 4,5 часа.
    Это означает, что с таким периодом вокруг карлика обращается какое-то крупное тело и перекрывает свет, регистрируемый астрономами. Более детальный анализ показал наличие еще пяти менее крупных объектов, затмевающих карлик с периодами 4,5 и 5 часов. Главное затмевающее тело оказалось довольно крупным - в момент затмения яркость белого карлика падает на 40%.

The diagram depicts a model of light curve shapes. The red line indicates the symmetric shape of a hypothetical Earth-size planet transit while the blue line is the asymmetric shape of the tiny disintegrating planet and its comet-like trailing dusty tail. The black dots are measurements recorded by the K2 mission of WD 1145+017. (Credits: CfA/A. Vanderburg)

    Ученые считают, что видят не что иное, как планету, постепенно разрушающуюся под действием притяжения со стороны белого карлика, на что указывают обломки, также пролетающие на луче зрения. Зная массу белого карлика и период планеты, ученые подсчитали, что планета вращается на расстоянии примерно 800 тыс. км (около двух расстояний до Луны).

    Ранее астрономы предполагали, что вокруг белых карликов могут оставаться планеты, пережившие раздувание звезды, но в этот раз впервые обнаружили такую планету, заслоняющую собой карлик. «Это нечто такое, чего люди раньше не видели.
    Мы наблюдаем, как разрушалась бы Солнечная система», - считает Эндрю Ванденберг, автор исследования.
    По форме и глубине провалов в блеске звезды ученые установили, что вокруг карлика обращается вещество общей массой, сравнимой с Церерой, карликовой планетой из Главного пояса астероидов. Более того, за планетой, как за кометой, тянется шлейф вещества, что говорит о продолжающемся ее разрушении на глазах астрономов.
    Обычно белые карлики состоят из углерода и кислорода с тонкой водородной или гелиевой оболочкой. Но иногда спектр карлика указывает на присутствие на его поверхности более тяжелых элементов, которые, во-первых, не могут там остаться после эволюции звезды, а во-вторых, должны быстро опускаться в глубины карлика и быть невидимыми наблюдателю.
    Поэтому ученые предположили, что такие карлики загрязняются веществом планет и астероидов, падающих на их поверхность.
    Обычно рядом с «загрязненными» белыми карликами действительно находят облака обломков. Пример же WD 11451017 впервые показал, что высказанное предположение верно: есть планета, обломки и загрязненный карлик, на поверхности которого обнаружены магний, кремний, железо и другие элементы.
    «Мы получили явное свидетельство, связывающее загрязнение белых карликов с разрушением твердых планет», - считает Ванденберг. Остатки планеты, разрываемой приливными силами со стороны белого карлика, не будут вечно кружить вокруг него. По расчетам астрономов, в течение миллиона лет планета будет полностью разорвана, а ее вещество выпадет в виде пыли на поверхность карлика и растворится в его глубинах». (22.10.2015, 09:21).  

    «arxiv:1510.06387. A disintegrating minor planet transiting a white dwarf» 
    Authors: Andrew Vanderburg et al. Comments: Nature 526, 546-549 (22 October 2015) 33 pages, 12 figures.  

    arxiv:1510.06387. Разрушение транзитной малой планеты белым карликом

    «Атмосферы заметной доли белых карликов обогащены тяжелыми элементами. Поскольку из-за сильной гравитации они должны бы довольно быстро «выпадать в осадок», нужен какой-то канал подпитки. Поэтому давно считалось, что на поверхность белых карликов выпадают кометы, астероиды, планеты и так далее (есть даже люди, полагающие, что первое неопровержимое доказательство существования экзопланет - это довольно древнее обнаружение первого белого карлика с тяжелыми элементами в атмосфере). Но пока не удавалось застать процесс. Всегда бывает первый раз.
    Впервые удалось зарегистрировать, как перед белым карликом пролетает какой-то мусор. То есть, зарегистрирован транзит. Происходит это периодически - каждые 4-5 часов. Больше всего похоже на астероид.
    Сам белый карлик имеет обогащенную тяжелыми элементами атмосферу и обломочный (debris) диск вокруг. Так что все сходится.
    Наблюдения проводились на Кеплере в рамках программы К2 (то есть, когда он уже поломался). Затем подключились и наземные инструменты.
    Скорее всего, авторы смогли увидеть не одно тело вокруг белого карлика, а несколько (до 6). Все эти тела «газуют» (выдают облака пыли), и именно поэтому возникает заметный транзитный эффект. Массы тел оценивают в сотые доли массы Луны (но это уже завязано на модели, поэтому тут можно сильно ошибиться).
    Авторы подчеркивают, что в принципе возможна и другая интерпретация данных (кольца вокруг белого карлика, просто облака пыли без массивных центральных тел). Но поскольку объект яркий и транзиты заметные, то изучать систему можно с помощью относительно небольших наземных инструментов, так что, скорее всего, совсем скоро все выяснится». (22 окт, 2015 в 12:47).   
    Источник: «Обзоры препринтов «astro-ph». Выпуск N 330 astro-ph за 01 - 31 октября 2015 года: избранные статьи».  

«Real life 'Death Star' observed destroying planets in its own solar system - TomoNews» . 

    «"Галактическая сага". Часть 11. Система желтого карлика GJ 504 в созвездии Девы: теория образования планет дала сбой». http://artefact-2007.blogspot.ru/2015/10/gj-504.html

    «Темы блога "Артефакт". "Галактическая сага"» .