"Чандра", вероятно, получила первые свидетельства пожирания молодой звездой планеты
Ученые, возможно, впервые заметили разрушение молодой планеты или планет вокруг близлежащей звезды. Наблюдения рентгеновской обсерватории "Чандра" НАСА показывают, что родительская звезда сейчас находится в процессе пожирания планетных обломков. Это открытие дает представление о процессах, влияющих на выживание младенческих планет.
Иллюстрация художника изображает разрушение молодой планеты или планет, о которых ученые, возможно, впервые засвидетельствовали данные c помощью рентгеновской обсерватории NASA Chandra. ©Иллюстрация: NASA / CXC / M. Weiss; Рентгеновский спектр: NASA / CXC / MIT / H. M.Günther
С 1937 года астрономы ломали голову над любопытной изменчивостью молодой звезды под названием RW Aur A, расположенной в около 450-ти световых лет от Земли. Каждые несколько десятилетий оптический свет звезды постепенно исчезал, прежде чем проясниться снова. В последние годы астрономы наблюдали, как звезда тускнеет чаще и на более длительные периоды.
Используя "Чандру", команда ученых, возможно, раскрыла причину события последнего звездного затемнения: столкновение двух младенческих планетарных тел, включая по крайней мере один объект, достаточно большой, чтобы быть планетой. Когда получившиеся планетарные обломки попали в звезду, они произвели массивную завесу пыли и газа, временно затеняя свет звезды.
Chandra X-ray Observatory (CXO), formerly AXAF-I. ©НАСА
"Компьютерное моделирование уже давно предсказало, что планеты могут попадать в молодую звезду, но мы никогда раньше не наблюдали этого", - говорит Ганс Мориц Гюнтер, научный сотрудник Института астрофизики и космических исследований им. Кавли, который возглавлял исследование, - "Если наша интерпретация данных верна, это будет первый случай, когда мы непосредственно наблюдаем за молодой звездой, пожирающей планету или планеты".
Предыдущие события звездного затемнения, возможно, были вызваны подобными сокрушительными ударами либо двух планетарных тел, либо больших остатков прошлых столкновений, которые встретились лоб в лоб и снова разбились.
RW Aur A находится в Темных облаках Возничего Тельца, в которых размещаются звездные питомники, содержащие тысячи новорожденных звезд. Очень молодые звезды, в отличие от нашего относительно зрелого Солнца, все еще окружены вращающимся диском из газа и сгустков материала, размерами от мелких пылевых крупиц до гальки и, возможно, "неоперившихся" планет. Возраст этих дисков от 5 до 10 миллионов лет.
Возраст RW Aur A оценивают в несколько миллионов лет, и она по-прежнему окружена диском пыли и газа. Эта звезда и ее бинарная звезда-спутник RW Aur B находятся примерно в той же весовой категории, что и Солнце.
Изображения окрестностей RW Aur A, полученные в разных диапазонах и эпохах. Верхняя панель-1995, в полосе [S II] (принята из [33]); второй из top2017, в полосе [S II]; третий из топ-2017, в полосе H α; внизу2017, в полосе [Fe II] 1,64 мкм. Реактивная ось (PA≃ 130 o) во всех изображениях направлена вдоль горизонтальной оси, координатный центр совпадает с положением RW Aur A. ©researchgate
Заметные провалы в оптической яркости RW Aur A, которые происходили каждые несколько десятилетий, продолжались около месяца. Затем, в 2011 году поведение изменилось. Звезда снова потускнела, на этот раз на срок около шести месяцев. В конце концов она появилась, и снова исчезла в середине 2014 года. В ноябре 2016 года звезда вернулась к своей полной яркости, а затем в январе 2017 года снова погасла.
"Чандра" использовалась для наблюдения за звездой во время оптически яркого периода в 2013 году, а затем в тусклые периоды в 2015 и 2017 годах, когда также наблюдалось уменьшение рентгеновских лучей.
Поскольку рентгеновские лучи исходят из горячей внешней атмосферы звезды, изменения в спектре этого излучения — интенсивности рентгеновских лучей, измеренных на разных длинах волн, — эти три наблюдения были использованы для определения плотности и состава поглощающего материала вокруг звезды.
Команда обнаружила, что провалы как оптического, так и рентгеновского излучения вызваны плотным газом, скрывающим свет звезды. Наблюдение в 2017 году показало сильное излучение атомов железа, что указывает на то, что на диске содержится по меньшей мере в 10 раз больше железа, чем при наблюдении 2013 года во время яркого периода.
Гюнтер и его коллеги полагают, что избыточное железо было создано, когда столкнулись два планетезималя или младенческих планетарных тела. Если одно или оба планетных тела состояли частично из железа, их осколки могли высвободить большое количество железа в диск звезды и временно заслонить его свет на время, когда материал попадал в звезду.
Менее благоприятное объяснение состоит в том, что мелкие крупицы или частицы, такие как железо, могут быть пойманны частью диска. Если структура диска внезапно изменяется, например, когда звезда-партнер проходит близко, полученные приливные силы могут освобождать захваченные частицы, создавая избыток железа, который может попасть в звезду.
Ученые надеются произвести больше наблюдений за звездой в будущем, чтобы увидеть, изменилось ли количество железа вокруг нее — метрика, которая может помочь исследователям определить размер источника железа. Например, если примерно такое же количество железа появится через год или два, это может указывать на то, что оно происходит из относительно массивного источника.
"В настоящее время большое внимание уделяется изучению экзопланет и тому, как они формируются, поэтому, очевидно, очень важно увидеть, как молодые планеты могут быть уничтожены во взаимодействии со звездами-хозяевами и другими молодыми планетами, и какие факторы определяют их выживание", - говорит Гюнтер ,
@vako для @vp-cosmos, вычитка ФилФак