Заканчивая свой жизненный цикл, звезды небольшой и средней массы нередко расширяются, затягивая за собой планеты и астероиды, находящиеся в их звездной системе. После этого звезда избавляется от своих внешних слоев, оставляя после себя ядро, которое становится белым карликом. Ученым из международной группы впервые удалось обнаружить уникальные доказательства того, как белый карлик поглощает небесные тела – на поверхности звезды замечен металлический «шрам.
Белые карлики – это то, что остается от звезд небольшой и средней массы после того, как они расширятся до стадии красного гиганта и сбросят внешние слои, образуя планетарную туманность. Чтобы звезда прошла такой путь, её масса не должна быть больше примерно десяти масс Солнца. Наше Солнце также в будущем пройдет через подобные стадии.
По мере увеличения размеров звезды она способна поглощать планеты и астероиды, находящиеся в её системе, если их орбиты оказались внутри области расширяющегося красного гиганта. К примеру, расширившееся таким образом Солнце может занять пространство до орбиты Земли. В то же время, звезда WD 0816-310, расположенная в 63 световых годах от нас, уже завершила все эти этапы и превратилась в белый карлик.
Международная группа астрономов исследовала белый карлик WD 0816-310 с помощью очень большого телескопа Европейской южной обсерватории и выявила весьма любопытную особенность. В ходе спектроскопических наблюдений ученые зафиксировали временные изменения в сигнале от металлов (натрия, магния, кальция, хрома, марганца, железа и никеля), исходящих с поверхности белого карлика. Собранные сведения не только указывают на наличие металлов на поверхности звезды, но и демонстрируют их неравномерное распределение.
Сопоставив полученные данные со сведениями, полученными при спектрополяриметрических измерениях, ученые зафиксировали синхронизированные с металлической областью колебания магнитного поля у WD 0816-310. Исследователи полагают, что это свидетельствует о том, что металлический «шрам» находится в окрестностях одного из магнитных полюсов белого карлика. Подробное описание результатов наблюдений и сделанных на их основе выводов представлено в опубликованной статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Letters.
«К удивлению ученых, распределение вещества на поверхности звезды оказалось неравномерным, вопреки теоретическим прогнозам. Вместо этого, этот дефект представляет собой скопление планетарного материала, удерживаемого магнитным полем. Подобных явлений ранее не фиксировалось», — объясняет соавтор исследования, профессор Университета Западного Онтарио в Канаде, Джон Лэндстрит.
Ученым также удалось определить, что вещество, сформировавшее металлическую область, могло быть приобретено WD 0816-310 в процессе поглощения небесного тела, сопоставимого по размерам с Вестой – крупнейшим астероидом главного пояса, диаметр которого превышает 500 километров. Без дальнейшего поступления вещества эта область со временем будет сокращаться, медленно уходя внутрь белого карлика.
По мнению астрономов, существует определенный механизм, объясняющий образование этого металлического «шрама». Объект, приблизившийся к белому карлику, вероятно, полностью испарился, превратившись в газ. Этот испаренный материал подвергся ионизации и, под воздействием магнитного поля звезды, осадился на ее полюса вдоль силовых линий.
Данный процесс имеет схожие черты с формированием полярных сияний на Земле и других планетах Солнечной системы. Аналогичная картина наблюдается, когда ионы солнечного ветра под воздействием магнитного поля планеты устремляются к областям магнитных полюсов. В этих зонах они взаимодействуют с молекулами газов, содержащихся в верхних слоях атмосферы, вызывая их возбуждение и последующее излучение в видимой части спектра.