Цивилизация
Современные технические средства, которыми вооружены охотники за экзопланетами, позволяют не только открывать их прямыми и косвенными методами, наблюдать воочию и изучать состав их атмосфер. Астрономы научились исследовать и состав астероидов – строительных блоков, из которых когда-то создавались планеты вокруг других звезд.
Чтобы отработать такую методику, группа ученых под руководством Джея Фарихи из Кембриджского университета при помощи орбитального телескопа Hubble провела спектральные наблюдения звезд из скопления Гиад. Это самое близкое от Солнца рассеянное звездное скопление, оно находится в 150 световых годах от нас и видно невооруженным глазом. Считается, что большинство звезд во вселенной рождается внутри звездных скоплений. Однако планет внутри скоплений находят немного: молодые звезды активны, и вспышки на них мешают следить за их яркостью.
Поэтому внимание астрономов привлекли не обычные звезды, слагающие скопление, а два тусклых звездных остатка – белых карлика. Такими холодными сверхплотными огарками из легких элементов на заключительном этапе эволюции предстоит стать всем солнцеподобным звездам.
Наблюдая за двумя такими карликами, WD 0421+162 и WD 0431+126, ученые обнаружили в спектре их атмосфер линии поглощения кремния – элемента, слагающего землеподобные планеты и астероиды в Солнечной системе.
Загрязнение чистых белых карликов этим относительно тяжелым элементом говорит о том, что в настоящее время на эти выгоревшие остатки звезд продолжается постоянное падение твердого вещества – астероидов и, возможно, планетезималей, зародышей планет.
По мнению ученых, еще до того, как звезды превратились в белые карлики, вокруг них сформировались планеты и пояс, подобный Главному поясу астероидов в Солнечной системе. После того как звезды сбросили свою оболочку, выжившие планеты-гиганты возмутили своим притяжением пояс астероидов, заставив некоторые из них падать на белые карлики, загрязняя их.
«Мы обнаружили химические свидетельства строительных кирпичиков твердых планет. Когда эти звезды рождались, они образовали планеты, и возможно, некоторые из них еще сохранились. Их осколки напоминают самые примитивные твердые тела в нашей Солнечной системе», — поясняет Фарихи.
По его словам, использование космического телескопа Hubble для анализа атмосфер белых карликов – лучший способ находить следы присутствия твердых планет и определять их состав.
«Белые карлики похожи на чистые листы бумаги, ведь они содержат легкие элементы, водород и гелий. Тяжелые элементы, такие как кремний и углерод, опускаются к ядру», — пояснил ученый.
Помимо повышенного содержания кремния в атмосфере белых карликов был найден углерод – ключевой элемент, позволяющий определить состав и свойства выпадающих на них остатков протопланет и астероидов.
«Главное, что дает изучение загрязнения белых карликов и не дает никакая другая техника, — это химия твердых планет. В нашей работе, к примеру, соотношение углерода и кремния указывает на то, что планетный материал в основном напоминает земной. Если такой материал возьмет в руку взрослый или ребенок, то он скажет «это камень». И ему не надо для этого быть ученым», — пояснил Фарихи.
По мнению астрономов, темп выпадения вещества (около 10 тонн в секунду, что, например, в 10 раз меньше расхода воды Москвы-реки) указывает на то, что белые карлики то и дело притягивают к себе астероиды диаметром меньше 160 километров.
«Трудно представить какой-то другой механизм, кроме гравитации, заставляющий материал приближаться к мертвой звезде и падать на нее», — говорит ученый.
То, что увидели астрономы в Гиадах, ожидает нашу Солнечную систему примерно через 5 млрд лет. Когда Солнце исчерпает свои запасы водорода, оно раздуется до размеров красного гиганта, поглотив Меркурий, Венеру и, вероятно, Землю. Сбросив внешние слои, Солнце потеряет в массе, что непременно нарушит гравитационный баланс между ним и Юпитером и разрушит Главный пояс астероидов. Некоторые из них начнут падать на уже потухшее Солнце, другие образуют новый, более узкий пояс обломков.