Коли зірки головної послідовності, подібні до нашого Сонця, вичерпують термоядерне паливо, вони проходять складну трансформацію. Спочатку світило роздувається до червоного гіганта, а згодом вступає у фазу асимптотичної гігантської гілки (AGB). Потужні зоряні вітри скидають зовнішню оболонку зірки, формуючи планетарну туманність. У центрі залишається лише білий карлик — надзвичайно щільний об’єкт, що повільно випромінює залишкове тепло.
У Чумацькому Шляху існують мільярди таких мертвих зірок. Останніми роками астрономи ідентифікували понад 1700 білих карликів із металевими домішками в атмосфері. Ці «метали» (усі елементи, важчі за гелій) є залишками планет та астероїдів, розірваних припливними силами під час загибелі системи. Аналізуючи їхній хімічний склад, вчені з’ясовують характеристики давно знищених світів.
Ефект космічного полярного сяйва
Традиційні астрофізичні моделі базувалися на припущенні, що захоплена речовина рівномірно огортає всю поверхню білого карлика. Проте нове дослідження Данга Фама з Колорадського університету в Боулдері, прийняте до публікації в The Astrophysical Journal, спростовує цей підхід.
Науковці з’ясували, що у 10–20 % білих карликів, які мають магнітні поля, акреція відбувається локально. Намагнічена плазма спрямовується вздовж силових ліній безпосередньо до полярних регіонів. За словами авторів, цей процес подібний до полярного сяйва на Землі, де сонячні частинки фокусуються магнітним полем планети. На білому карлику замість сонячного вітру на полюси осідають речовини планетного походження.
Динаміка фотосфери та приховані метали
Наразі відомо два білі карлики із полярними локалізованими скупченнями металів. Щоб оцінити поширеність явища, команда виконала тривимірне комп’ютерне моделювання. Воно показало, що потрапивши на полюси, речовина піддається дії двох процесів: конвекція у фотосфері розмиває плями по поверхні, тоді як гравітаційне осідання занурює важкі елементи глибше.
Співвідношення швидкостей цих процесів визначає вигляд зірки. Якщо вісь обертання білого карлика не збігається з його магнітною віссю, спостерігач бачитиме періодичну мінливість спектра під час обертання плямистої поверхні.
Перегляд масштабів знищених світів
Концентрація матеріалу у вузьких полярних зонах створює оптичну ілюзію чистоти: коли астрономи виходять із припущення про рівномірне забруднення, вони значно недооцінюють загальну масу речовини. За оцінками співавторки дослідження Астер Тейлор із Мічиганського університету, реальна кількість планетного матеріалу, що падає на білі карлики, може перевищувати попередні оцінки орієнтовно у 100 разів.
Це підтверджує, що планетні системи залишаються динамічно активними й продовжують руйнуватися ще довгий час після смерті материнської зірки. Для повного розуміння цих процесів науковцям знадобляться складніші тривимірні моделі атмосфер магнітних білих карликів.
Раніше ми розповідали про те, як астрономи знайшли наймасивніший білий карлик.
За матеріалами Universe Today
