Землеподобные планеты около «мертвых» звезд

Статья Raphael Rosen
20 апреля, 2009

Используя инфракрасные «глаза» Космического телескопа Спитцер агенства НАСА, команда исследователей из Великобритании и Соединенных Штатов обнаружили новые ограничения на существование планет земного типа у других звезд.

Команда исследователей, включающая Джея Фарихи (Jay Farihi) из университета Лечестера и Майкла Джура и Бена Цукермана, из UCLA, работала с окружением «мертвых» звезд, которые называют «белыми карликами». Используя инфракрасные чувствительные глаза Спитцера, они установили, что по крайней мере 1-3% всех белых карликов в определенном возрасте окружены пылью и скальным мусором.

"Инфракрасное свечение от пыли вокруг этих белых карликов – дорожный указатель, говорящий нам, что там были (или есть) невидимые планеты земного типа," говорит Фарихи.

Команда считает, что пыль появилась, когда астероиды – строительные блоки скальных планет – притягивались и разрывались на части силой гравитации звезды. Пыль затем сформировала светящийся диск скальных пород, который обнаружил Спитцер.

Но насколько распространены скальные тела около белых карликов? В предыдущем исследовании, проведенном командой, на выборке из восьми белых карликов нашли пылевые остатки уничтоженных астероидов. В этом исследовании Фарихи и его команда провели систематический поиск в областях вокруг богатых металлом белых карликов и по его результатам наложили статистические ограничения на частоту появления планет скального типа.

"Теперь мы знаем о 14 белых карликах, которые окружены пылевым мусором. Это предполагает, что у по крайней мере 1-3% звезд A и F главной последовательности — звезд больше и горячее Солнца – есть землеподобные планеты» – говорит Фарихи.

Скальные тела, которые разрушаются в результате гравитации, почти наверняка уходят со своих орбит по направлению к звезде. Фарихи и команда считает, что несмотря на то, что в принципе такое влияние может оказываться планетами земного типа, юпитероподобные планеты справятся с этой работой гораздо эффективнее. Поэтому у небольшого процента белых карликов, у которых есть землеподобные планеты, могут быть также планеты – газовые гиганты.

Белые карлики – это останки звезд относительно небольшой массы, прошедших стадию красных гигантов. Звезды состоят в основном из водорода и, во время своей жизни, они выжигают больше и больше водорода, превращая его в гелий до тех пор, пока его не останется совсем мало. И тогда звезда начинает выжигать гелий, создавая даже более тяжелые элементы. Когда запасы гелия подойдут к концу, звезды продолжит производство все более и более тяжелых элементов, пока не начнется производство железа, которое гореть уже на сможет.

В этой точке, равновесие звезды между ее гравитацией и силами отталкивания нарушится, и внешние слои звезды раздуются. С течением времени слои выдуваются в космос, оставляя небольшое ядро, которое, вследствие своей чудовищной гравитации, сжимается до такой стадии, когда оно становится очень плотным. Это ядро и называется «белым карликом».

Белый карлик может быть размером с Землю, но массой с солнечную. Эти останки звезды настолько плотные, что, в действительности, одна чайная ложка белого карлика весит несколько тонн. Более 90% всех звезд – включая Солнце – заканчивают свои жизни как белые карлики.

Согласно Фарихи и его команде, изучение белых карликов – хороший путь для понимания планетарных систем вне нашей Солнечной Системы. Во-первых, белый карлик относительно тусклый и маленький – поэтому его тепло не поглотит тепло, излучаемое планетами – гигантами или пылью вокруг них. Во-вторых, белые карлики не содержат больших количеств тяжелых элементов – таких, как металлы, поэтому, если металлы и можно обнаружить в белом карлике, можно предположить, что белый карлик поглощает эти элементы из окружающего его космического мусора, что позволяет изучать состав удаленных планет.

Статья написана Джеем Фарихи, из университета Лечестера, Великобритания, и Майклом Джура и Беном Цукерманом из UCLA.

Комментарий доктора Майкла: гравитационные возмущения, испытываемые всем материалом, который кружится около центра гравитации (например, звезды), заставляют его иногда сильно менять свою орбиту. Так "работают" кометы в Солнечной Системе, "выбрасываемые" планетами-гигантами (прежде всего, Юпитером) далеко в пространство или наоборот, поближе, к Солнцу. Так астероиды меняют свои орбиты. Такие же механизмы действуют везде во Вселенной. И вот, у белых карликов, их планетные диски (все, что осталось от них), ведут себя точно также. Камни, пыль, астероиды - все, что еще кружится, выталкивается наружу или падает внутрь системы, на звезду. Вот так.