_ Foame, foame alb pitici: Rezolvarea puzzle-ului poluării cu metale stelare

Stelele moarte cunoscute sub numele de pitice albe, au o masă ca soarele, în timp ce sunt similare ca mărime cu Pământul. Sunt comune în galaxia noastră, deoarece 97% dintre stele sunt pitici albe. Pe măsură ce stelele ajung la sfârșitul vieții, miezurile lor se prăbușesc în bila densă a unei pitici albe, făcând galaxia noastră să pară un cimitir eteric.

În ciuda prevalenței lor, componența chimică a acestor rămășițe stelare a fost o enigmă pentru astronomi de ani de zile. Prezența elementelor metalice grele, cum ar fi siliciul, magneziul și calciul, pe suprafața multora dintre aceste obiecte compacte este o descoperire uluitoare care sfidează așteptările noastre privind comportamentul stelar.

„Știm că dacă aceste obiecte grele. metalele sunt prezente pe suprafața piticii albe, pitica albă este suficient de densă încât aceste metale grele ar trebui să se scufunde foarte repede spre miez”, explică studentul absolvent al JILA, Tatsuya Akiba. „Deci, nu ar trebui să vezi metale pe suprafața unei pitici albe decât dacă pitica albă mănâncă în mod activ ceva.”

În timp ce piticele albe pot consuma diverse obiecte din apropiere, cum ar fi cometele sau asteroizii (cunoscute). ca planetezimale), complexitățile acestui proces nu au fost încă explorate pe deplin. Cu toate acestea, acest comportament ar putea deține cheia pentru dezvăluirea misterului compoziției metalice a unei pitice albe, ceea ce poate duce la revelații interesante despre dinamica piticii albe.

În rezultatele raportate într-o nouă lucrare din The Astrophysical Journal Letters, Akiba , împreună cu JILA Fellow și profesorul de astrofizică și științe planetare de la Universitatea din Colorado Boulder Ann-Marie Madigan și studentul de licență Selah McIntyre, cred că au găsit un motiv pentru care acești zombi stelari își mănâncă planetezimalele din apropiere. Folosind simulări pe computer, cercetătorii au simulat pitica albă primind o „lovitură natală” în timpul formării sale (care a fost observată) cauzată de pierderea asimetrică de masă, modificându-i mișcarea și dinamica oricărui material din jur.

În În 80% din testele lor, cercetătorii au observat că, de la lovitură, orbitele cometelor și asteroizilor într-un interval de 30 până la 240 UA ale piticii albe (corespunzând distanței soare-Neptun și mai departe) au devenit alungite și aliniate. În plus, aproximativ 40% din planetezimale consumate ulterior provin de pe orbite contrarotative (retrograde).

Cercetătorii și-au extins simulările pentru a examina dinamica piticii albe după 100 de milioane de ani. Ei au descoperit că planetezimale din apropiere ale piticii albe încă aveau orbite alungite și se mișcau ca o singură unitate coerentă, un rezultat nemaivăzut până acum.

„Acesta este ceva ce cred că este unic în teoria noastră: putem explica de ce acreția. evenimentele sunt atât de de lungă durată”, afirmă Madigan. „În timp ce alte mecanisme pot explica un eveniment de acreție original, simulările noastre cu lovitura arată de ce se întâmplă încă sute de milioane de ani mai târziu.”

Aceste rezultate explică de ce metalele grele se găsesc pe suprafața unui pitică albă, deoarece acea pitică albă consumă în mod continuu obiecte mai mici în calea sa.

Întrucât grupul de cercetare al lui Madigan de la JILA se concentrează pe dinamica gravitațională, privirea asupra gravitației din jurul piticelor albe părea un obiectiv natural de studiu.

„Simulările ne ajută să înțelegem dinamica diferitelor obiecte astrofizice”, spune Akiba. „Așadar, în această simulare, aruncăm o grămadă de asteroizi și comete în jurul piticii albe, care este semnificativ mai mare, și vedem cum evoluează simularea și pe care dintre acești asteroizi și comete mănâncă pitica albă.”

Cercetătorii speră să-și ducă simulările la scară mai mare în proiecte viitoare, uitându-se la modul în care piticele albe interacționează cu planetele mai mari.

Așa cum detaliază Akiba, „Alte studii au sugerat că asteroizii și cometele, corpurile mici, ar putea să nu fie singura sursă de poluare cu metal de pe suprafața piticii albe. Deci, piticele albe ar putea mânca ceva mai mare, ca o planetă.”

Aceste noi descoperiri dezvăluie mai multe despre formarea piticelor albe, ceea ce este important pentru înțelegerea modului în care sistemele solare se schimbă de-a lungul a milioane de ani. Ele ajută, de asemenea, să arunce lumină asupra originilor și evoluției viitoare a sistemului nostru solar, dezvăluind mai multe despre chimia implicată.

„Marea majoritate a planetelor din univers vor ajunge să orbiteze în jurul unei pitici albe”, spune Madigan. . „S-ar putea ca 50% dintre aceste sisteme să fie mâncate de steaua lor, inclusiv de propriul nostru sistem solar. Acum, avem un mecanism care să explice de ce s-ar întâmpla acest lucru.”

„Planetezimalele ne pot oferi o perspectivă asupra alte sisteme solare și compoziții planetare dincolo de locul în care trăim în regiunea noastră solară”, adaugă McIntyre. „Piticii albi nu sunt doar o lentilă către trecut. Sunt și un fel de lentilă către viitor.”

(Fluierul)