Астрономия

Астрономы заметили избыток лития в атмосфере грязного белого карлика

Астрономы заметили избыток лития в атмосфере грязного белого карлика

Спектр белого карлика WD J1644–0449.

Ben Kaiser et al. / Science, 2020

Астрономы впервые смогли оценить содержание лития в экзосолнечных планетезималях, вещество которых попало в атмосферу ультрахолодного старого белого карлика WD J1644–0449 в процессе аккреции, и оно оказалось выше, чем у звезд аналогичного возраста и метеоритов типа CL-хондритов. Подобные наблюдения позволяют понять свойства древних экзопланет и динамику содержания лития во Вселенной. Статья опубликована в журнале Science.

Белые карлики представляют собой остатки звезд малой или средней массы, которые исчерпали запасы водорода в своих ядрах. Эти объекты компактны по своим размерам, обладают средней массой в диапазоне от 0,17 до 1,44 масс Солнца и характеризуются постоянно действующим процессом расслоения химических элементов по массе, когда более тяжелые элементы оказываются глубже. Поэтому в спектре типичной атмосферы белого карлика должны присутствовать линии только легких элементов, таких как водород или гелий. Однако наблюдения позволили выявить большое количество горячих белых карликов, атмосферы которых загрязнены металлами, а сами карлики порой демонстрируют избыток инфракрасного излучения, что связывается с пылевыми дисками. Это говорит о процессах приливного разрушения карликом планетезималей или планет и последующей аккреции вещества на него. Исследование состава подобных систем дает информацию о составе туманности, из которой они сформировались, аналогично тому, как изучение состава метеоритов позволяет узнать больше о ранней Солнечной системе.

Группа астрономов во главе с Кристофером Клеменсом (J. Christopher Clemens) и Беном Кайзером (Ben Kaiser) из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл опубликовала результаты анализа данных оптических спектроскопических наблюдений за белым карликом WD J1644–0449 в рамках обзора старых (возрастом более 7 миллиардов лет) ультрахолодных (с эффективной температурой менее 4500 кельвинов) объектов, выбранных из каталога космического телескопа Gaia. Для наблюдений ученые использовали наземный 4,1-метровый телескоп SOAR (Southern Astrophysical Research), расположенный в Чили.

Анализ архивных данных инфракрасных наблюдений не выявил наличие у карлика спутника или пылевого диска. Ученые отнесли WD J1644–0449 к белым карликам спектрального класса DZ, в спектре которого были найдены линии поглощения кальция, натрия, калия, магния и лития. Эффективная температура карлика была оценена в 3830 кельвинов, а масса — всего в 0,45 масс Солнца, что может говорить о потере массы в прошлом.

Обнаружение лития в атмосфере белого карлика позволяет астрономам исследовать содержание лития в планетезималях в других системах и сравнивать его с атмосферами звезд того же возраста. Считается, что значительное количество лития во Вселенной образовалось в первые пять минут после Большого взрыва, а затем стало меняться из-за взрывов массивных звезд, что проявляется в уменьшении соотношения Li/Ca в течением времени. В случае WD J1644–0449 отношения K/Ca и Na/Ca согласуются со значениями, полученными для метеоритов в Солнечной системе. Однако значение Li/Ca оказалось выше, чем у звезд аналогичного возраста и метеоритов типа CL-хондритов, что может отражать дефицит лития в результате ядерных реакций в звездах главной последовательности. Ожидается, что новые наблюдения за другими загрязненными белыми карликами позволят астрономам проследить динамику содержания лития вплоть до ранних этапов жизни Вселенной.

Положение белого карлика WD J1644–0449 на диаграмме «Отношение Li/Ca – возраст».

Ben Kaiser et al. / Science, 2020

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы отыскали ультратяжелый и самый быстровращающийся белые карлики, а также впервые нашли объект планетарного масштаба у белого карлика.

Источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть