Астрономи з Університету Ворвіка виявили хімічний відбиток замерзлого, багатого на воду фрагмента планети, який поглинається білим карликом за межами нашої Сонячної системи.
Вважається, що в нашій Сонячній системі комети та крижані планетозималі (невеликі тверді об’єкти в космосі) були відповідальні за доставку води на Землю. Існування цих крижаних об’єктів є необхідною умовою для розвитку життя в інших світах, але їх неймовірно важко ідентифікувати поза межами нашої Сонячної системи, оскільки крижані об’єкти малі, слабкі та потребують хімічного аналізу .
У дослідженні, опублікованому в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , астрономи з Ворвіка, Європи та США знайшли вагомі докази того, що крижані, багаті на леткі речовини тіла, здатні постачати воду та інгредієнти для життя, існують у планетарних системах поза нашою власною.
Щоб зробити це відкриття, група дослідників використала ультрафіолетову спектроскопію космічного телескопа «Габбл» для вивчення хімічного складу далеких зірок. Одна зірка, WD 1647+375, виділялася тим, що мала на поверхні «леткі» (хімічні речовини з низькими температурами плавлення). Атмосфера білого карлика зазвичай складається з водню та гелію, але WD 1647+375 містила такі елементи, як вуглець, азот, сірка та кисень.
Ця атмосфера, багата на леткі речовини, була першою підказкою про те, що WD 1647+375 відрізняється.
Провідний автор Снехалата Саху, науковий співробітник кафедри фізики Університету Ворвіка, сказала: «Для білих карликів не є рідкістю демонструвати сліди кальцію, заліза та інших металів з матеріалу, який вони акреціюють (поглинають). Цей матеріал походить від планет та астероїдів, які наближаються занадто близько до зірки, подрібнюються та акреціюються. Аналіз хімічного складу цього матеріалу дає нам уявлення про те, як складаються планетозималі поза Сонячною системою».
«Таким чином, білі карлики діють як місця космічних злочинів — коли планетозомаль падає, її елементи залишають хімічні відбитки в атмосфері зірки, що дозволяє нам реконструювати особу «жертви». Зазвичай ми бачимо докази накопичення кам’янистого матеріалу, такого як кальцій та інші метали, але знахідка уламків, багатих на леткі речовини, була підтверджена лише в кількох випадках».
Один леткий елемент — азот — є особливо важливим хімічним відбитком крижаних світів. Ультрафіолетова спектроскопія в цьому дослідженні показала, що матеріал, отриманий WD 1647+375, мав високий відсоток своєї маси у вигляді азоту (~5%).
Це найвищий вміст азоту, коли-небудь виявлений в уламках білого карлика. Атмосфера WD 1647+375 також отримала набагато більше кисню, ніж можна було б очікувати, якби об’єкт, що поглинається, був каменем — на 84% більше, що свідчить про крижаний об’єкт.
Астрономи також мали дані, які показують, що уламки живили зірку щонайменше протягом останніх 13 років зі швидкістю 200 000 кг (вага дорослого синього кита) за секунду. Це означало, що крижаний об’єкт мав діаметр щонайменше 3 км (або розмір комети), але це мінімальний розмір, оскільки акреція може тривати на сотні тисяч років довше, ніж цей 13-річний знімок, а це означає, що об’єкт може бути ближчим до 50 км у діаметрі та важити квінтильйон кілограмів.
Разом дані зобразили картину крижаної/багатої на воду планетозималі (що складається на 64% з води), яку поглинала ця зірка, можливо, комета, подібна до комети Галлея, або фрагмент карликової планети, як-от C/2016 R2.