Ученые засняли, как белый карлик пожирает реальную планету

Десятилетняя космическая загадка может быть наконец-то решена. Ученые предполагают, что странное рентгеновское свечение от далекого белого карлика является результатом того, что планета разрывается на части и поглощается умирающей звездой.

С 1980 года рентгеновские телескопы замечали необычное излучение из центра туманности Улитка. Благодаря современной рентгеновской обсерватории Чандра NASA и XMM-Newton ESA, ученые теперь имеют гораздо более четкое понимание этого загадочного явления.

Туманность Улитка — это планетарная туманность, конечная стадия умирающей звезды, которая сбросила свои внешние слои, оставив после себя небольшое плотное ядро, называемое белым карликом.

В предыдущие десятилетия рентгеновская обсерватория Эйнштейна и телескопы ROSAT обнаружили высокоэнергетические рентгеновские лучи, исходящие от белого карлика в центре туманности Улитка под названием WD 2226-210, расположенного всего в 650 световых годах от Земли. Белые карлики, такие как WD 2226-210, обычно не испускают сильных рентгеновских лучей.

Новое исследование, в котором использовались данные Chandra и XMM-Newton, возможно, наконец-то решило вопрос о том, что является причиной рентгеновского излучения от WD 2226-210.

«Мы думаем, что этот рентгеновский сигнал мог быть вызван планетарным мусором, притянутым к белому карлику, как похоронный звон от планеты, уничтоженной белым карликом в туманности Улитка, — сказал ведущий автор Сандино Эстрада-Дорадо из Национального автономного университета Мексики. — Мы, возможно, наконец нашли причину тайны, которая длилась более 40 лет».

Ранее ученые определили, что планета размером с Нептун находится на очень близкой орбите вокруг белого карлика — совершая один оборот менее чем за 3 дня. Группа ученых в этом исследовании пришла к выводу, что планета, похожая на Юпитер, могла быть еще ближе к звезде.

Первоначально осажденная планета могла находиться на значительном расстоянии от белого карлика, но затем мигрировать внутрь, взаимодействуя с гравитацией других планет в системе. Как только она приблизилась достаточно близко к белому карлику, гравитация звезды частично или полностью разорвала бы планету на части.

«Загадочный сигнал, который мы наблюдаем, может быть вызван падением обломков разрушенной планеты на поверхность белого карлика и их нагреванием до свечения в рентгеновских лучах. Если это подтвердится, это будет первый случай, когда планета будет уничтожена центральной звездой в планетарной туманности», — объясняет соавтор Мартин Герреро из Института астрофизики Андалусии в Испании.

Исследование показывает, что рентгеновский сигнал от белого карлика оставался примерно постоянным по яркости между 1992, 1999 и 2002 годами (по наблюдениям ROSAT, Chandra и XMM соответственно). Однако данные предполагают, что может быть тонкое, регулярное изменение рентгеновского сигнала каждые 2,9 часа, что свидетельствует об остатках планеты, исключительно близкой к белому карлику.

Авторы также рассмотрели, могла ли быть уничтожена звезда с малой массой, а не планета. Такие звезды примерно того же размера, что и юпитерианоподобная планета, но более массивны, что делает их гораздо менее вероятными для того, чтобы быть разорванными белым карликом.

По их словам, WD 2226-210 имеет некоторые сходства в поведении рентгеновских лучей с двумя другими белыми карликами, которые не находятся внутри планетарных туманностей.

Один из них, возможно, оттягивает материал от планеты-компаньона, но более спокойным образом, без быстрого разрушения планеты. Другой белый карлик, вероятно, оттягивает материал с остатков планеты на свою поверхность. Эти три белых карлика могут представлять собой новый класс переменных или изменяющихся объектов.

«Важно найти больше подобных систем, поскольку они могут рассказать нам о выживании или разрушении планет вокруг таких звезд, как Солнце, по мере их старения», — заключил соавтор Хесус Тоала из Национального автономного университета Мексики.

В истории Земли взрывы звезд в околосолнечном пространстве могли привести как минимум к двум массовым вымираниям. Ранее исследование частоты взрывов сверхновых в Млечном Пути, проведенное астрофизиком Алексисом Кинтаной из Университета Аликанте, выявило, что временные рамки этих явлений совпадают с поздним ордовикским и поздним девонским вымираниями — катастрофическими событиями, которые привели к значительным разрушениям обширных участков планеты.