Коли така зірка, як наше Сонце, досягає кінця свого життя, вона може поглинути навколишні планети й астероїди, які народилися разом із нею. Тепер, використовуючи Дуже Великий Телескоп Європейської Південної Обсерваторії (ESO’s VLT) у Чилі, дослідники вперше знайшли унікальний підпис цього процесу — шрам, відбитий на поверхні білої карликової зірки. Результати опубліковані в The Astrophysical Journal Letters.
«Добре відомо, що деякі білі карлики — повільно охолоджувані вуглинки зірок, як-от наше Сонце — поглинають шматки своїх планетних систем. Тепер ми виявили, що магнітне поле зірки відіграє ключову роль у цьому процесі, що призводить до утворення шраму на поверхні планети. поверхня білого карлика”, – говорить Стефано Багнуло, астроном з обсерваторії та планетарію Арма в Північній Ірландії, Великобританія, і провідний автор дослідження.
Шрам, який спостерігала команда, є концентрацією металів, відбитих на поверхні білого карлика WD 0816-310, залишку зірки розміром із Землю, схожої на наше Сонце, але трохи більшої за нього.
«Ми продемонстрували, що ці метали походять з планетарного фрагмента такого розміру, як або, можливо, більшого, ніж Веста, що має діаметр близько 500 кілометрів і є другим за величиною астероїдом у Сонячній системі», — каже Джей Фаріхі, професор Університетського коледжу Лондона. Великобританії та співавтор дослідження.
Спостереження також дали підказки, як зірка отримала свій металевий шрам. Команда помітила, що потужність виявлення металу змінювалася в міру обертання зірки, що свідчить про те, що метали концентруються в певній області на поверхні білого карлика, а не плавно розподіляються по ній.
Вони також виявили, що ці зміни були синхронізовані зі змінами в магнітному полі білого карлика, що вказує на те, що цей металевий шрам розташований на одному з його магнітних полюсів. У сукупності ці підказки вказують на те, що магнітне поле направляло метали на зірку, створюючи шрам. Раніше астрономи спостерігали численні білі карлики, забруднені металами, які були розкидані по поверхні зірки. Відомо, що вони походять від зруйнованих планет або астероїдів, які наближаються надто близько до зірки, рухаючись по орбітах, схожих на орбіти комет у нашій Сонячній системі.
Однак для WD 0816-310 команда впевнена, що випарений матеріал був іонізований і спрямований на магнітні полюси магнітним полем білого карлика. Цей процес подібний до того, як утворюються полярні сяйва на Землі та Юпітері.
«Дивно, але матеріал не був рівномірно змішаний на поверхні зірки, як передбачала теорія. Замість цього цей шрам є зосередженою ділянкою планетарного матеріалу, який утримується на місці тим самим магнітним полем, яке направляло падаючі фрагменти», — говорить співавтор Джон Лендстріт, професор Західного університету, Канада, який також пов’язаний з обсерваторією та планетарієм Арма. «Нічого подібного раніше не бачили».
Щоб дійти цих висновків, команда використала інструмент «швейцарський ніж» на VLT під назвою FORS2, який дозволив їм виявити металевий шрам і під’єднати його до магнітного поля зірки.
«ESO має унікальну комбінацію можливостей, необхідних для спостереження за слабкими об’єктами, такими як білі карлики, і чутливого вимірювання магнітних полів зірок», — говорить Багнуло. У своєму дослідженні команда також спиралася на архівні дані інструменту X-shooter VLT, щоб підтвердити свої висновки.
Використовуючи потужність таких спостережень, астрономи можуть виявити основний склад екзопланет, планет, що обертаються навколо інших зірок за межами Сонячної системи. Це унікальне дослідження також показує, як планетарні системи можуть залишатися динамічно активними навіть після «смерті».