Космический телескоп Джеймса Уэбба наблюдает за диском обломков вокруг белого карлика

Диски обломков очень распространены во Вселенной. Молодые звезды содержат протопланетные диски, из которых формируются планеты. Черные дыры содержат аккреционные диски, которые являются источником галактических струй. Остатки сверхновых могут образовывать диск вокруг нейтронных звезд. А как насчет белых карликов?

Вы можете подумать, что диски обломков белых карликов — обычное явление. В конце концов, нейтронные звезды взрываются с огромной силой, сбрасывая большую часть внешних слоев звезды, а белые карлики — это остатки красных гигантских звезд, которые выпячиваются, образуя планетарные туманности. Если нейтронные звезды могут удерживать достаточно материала для создания диска обломков, то, несомненно, и белый карлик тоже может это сделать. Оказывается, некоторые белые карлики содержат диск обломков. Небольшой процент белых карликов имеет инфракрасное излучение, что указывает на наличие окружающей их материи.

Из-за температуры поверхности и светимости белых карликов детальное изучение их дисков обломков может оказаться затруднительным. Поэтому мы мало что знаем об установке и настройке этих дисков. Но ситуация начинает меняться благодаря новым наблюдениям диска обломков белого карлика с космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST).

Наблюдения относятся к звезде, известной как WD 0145+234. В 2018 году он стал свидетелем инфракрасного всплеска, указывающего на распад астероида или кометы, вращающегося вокруг звезды. Это согласуется с идеей о том, что аккреционные диски белых карликов образуются из остатков их звездных систем, таких как планеты и астероиды. Новые наблюдения JWST подтверждают существование диска и идею о том, что он образуется в результате столкновений объектов, вращающихся вокруг звезды.

В частности, спектроскопические наблюдения показывают наличие силикатных зерен, являющихся остатками столкновения. Силикаты были обнаружены вокруг белого карлика и раньше, но эти наблюдения также предполагают наличие карбонатов, что особенно интересно. Результат должен быть подтвержден дополнительными наблюдениями, но если он верен, это предполагает, что столкновения с более крупным объектом могли способствовать образованию диска. Карбонаты образуются в результате реакции с жидкой водой, поэтому они должны были образоваться внутри тел, достаточно больших, чтобы растопить водяной лед. Не менее десятков километров в диаметре. Объекты Солнечной системы часто содержат карбонаты, и поскольку Солнце в конечном итоге станет белым карликом, это позволяет предположить, что диски обломков белых карликов являются результатом существования подобных планетных систем.

Команда продолжает анализировать данные, чтобы увидеть, какие наблюдения могут быть наиболее полезными в будущем.

ссылка: Суонн, Эндрю и др. «Первый диск обломков белого карлика, наблюдаемый космическим телескопом Джеймса Уэбба». Препринт arXiv arXiv:2310.09355 (2023).