Судьба звезды напрямую связана с её массой. Звёзды, значительно превосходящие по массе наше Солнце (в 8-15 раз), живут ярко, но недолго — всего несколько миллионов лет. Это белые и голубые гиганты, чья температура достигает десятков тысяч градусов, а светимость в тысячи раз превышает солнечную. Они стремительно расходуют своё термоядерное топливо и завершают жизнь грандиозным взрывом сверхновой, оставляя после себя лишь сверхплотные остатки — нейтронные звёзды или чёрные дыры.
Звёзды же, подобные Солнцу, живут гораздо дольше — около 10-12 миллиардов лет. Однако и их век не бесконечен. Когда запасы водорода в ядре иссякают, звезда вступает в финальную стадию эволюции. Её ядро сжимается, а внешние оболочки, напротив, расширяются и остывают. Звезда превращается в красного гиганта, который пульсирует и в конечном итоге сбрасывает свои внешние слои в космос, образуя красивую планетарную туманность. То, что остаётся от звезды, — это её раскалённое, невероятно плотное ядро, известное как белый карлик. В нём вещество сжато до состояния электронно-ядерной плазмы, где атомные оболочки разрушены чудовищным давлением. Белые карлики уже не поддерживают термоядерные реакции и светятся лишь за счёт накопленного тепла, медленно остывая на протяжении миллиардов лет. Но возникает ключевой вопрос: что происходит с планетами, которые миллиарды лет вращались вокруг умирающей звезды?
Судьба планетной системы
Долгое время астрономы полагали, что после превращения звезды в белого карлика её планетная система неизбежно разрушается. Считалось, что ослабшее гравитационное поле не сможет удержать планеты на орбитах, и они отправятся в свободное путешествие по Галактике, став планетами-сиротами. Однако современное компьютерное моделирование и наблюдения опровергли эту теорию. Оказалось, что белые карлики способны сохранять гравитационную связь со своими планетами и остатками протопланетного диска.
Обратите внимание: Пилотируемые миссии на Марс: как безопасно добраться до Красной планеты и вернуться обратно.
В нашей Галактике обнаружено уже более 300 000 белых карликов, и учёные уверены, что многие из них активно аккрецируют, то есть поглощают, вещество разрушенных планет, астероидов и комет, когда-то входивших в их системы. Косвенным доказательством этого служил химический состав атмосфер белых карликов, изученный с помощью спектроскопии. В них обнаруживались элементы, характерные для твёрдых планетных тел, такие как железо, кремний, магний и кислород. Однако непосредственно увидеть процесс падения вещества на белого карлика до недавнего времени не удавалось.
Как обнаружить падение планеты?
Что же происходит, когда фрагменты планет падают на поверхность белого карлика? Астрономы объясняют, что это событие сопровождается мощным энерговыделением. Вещество, падающее с огромной скоростью на поверхность, температура которой может превышать 50 000 градусов Цельсия, разогревается до сотен тысяч и даже миллионов градусов, превращаясь в высокотемпературную плазму. При последующем остывании эта плазма испускает рентгеновское излучение.
Именно это слабое рентгеновское свечение и стало целью для исследователей. Задача была чрезвычайно сложной, так как сигнал от аккрецирующего белого карлика очень слаб и легко теряется на фоне гораздо более мощных источников рентгеновского излучения в космосе, таких как нейтронные звёзды, чёрные дыры или квазары.
Историческое наблюдение
Прорыв совершила рентгеновская обсерватория NASA «Chandra», обладающая выдающимся угловым разрешением. Ей удалось уловить характерное рентгеновское излучение, исходящее от белого карлика с обозначением G29–38, который находится на расстоянии около 44 световых лет от Земли. Это прямое свидетельство того, что данный объект в данный момент поглощает вещество из своего окружения, вероятно, остатки разрушенной планеты или крупного астероида.
Наблюдение, проведённое учёными из Уорикского университета (Великобритания), стало первым в своём роде. Результаты этой знаковой работы были опубликованы в авторитетном научном журнале Nature. Открытие подтверждает теорию о том, что планетные системы остаются связанными со своими звёздами до самого конца, разделяя с ними общую судьбу.
Будущее Солнечной системы
Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на отдалённое будущее нашей собственной Солнечной системы. Через миллиарды лет Солнце, исчерпав водород, превратится в красного гиганта. На этой стадии оно, вероятно, поглотит ближайшие планеты — Меркурий и Венеру. Судьба Земли остаётся под вопросом: она может быть либо поглощена, либо сильно обожжена и лишена атмосферы. Даже если нашей планете удастся пережить фазу красного гиганта, её ждёт неминуемое падение на белого карлика, в который превратится ядро Солнца. Ту же участь, вероятно, разделят и другие планеты.
Превратив свои планеты в плазму, белый карлик — бывшее Солнце — будет медленно, в течение многих миллиардов лет, остывать и угасать, пока окончательно не почернеет, превратившись в холодный, невидимый объект. Что касается далёких ледяных тел Пояса Койпера, включая Плутон, их судьба менее определённа. Возможно, гравитационные пертурбации во время гибели Солнца отправят некоторые из них в межзвёздное пространство, а другие постепенно будут притянуты к остывающему белому карлику. Как вы думаете, что ждёт Плутон и его соседей?
#новости астрономии #космос #наука #научно-популярное
Вам может быть интересно:
Чаши электронно-ядерной плазмы: белые карлики
Как выглядят нейтронные звёзды изнутри?
Почему Вселенная угасает?
Тёмный поток — подтверждение гипотезы Мультивселенной?
Что будет с «Вояджерами», когда они перестанут выходить на связь?
С какой скоростью вращается Земля?
Тёмное прошлое Луны и некоторые её секреты
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Вместе до конца: учёные впервые наблюдали, как белый карлик поглощает собственные планеты.