Białe karły, świecące rdzenie martwych gwiazd, często posiadają dyski szczątków. Jednak dyski te pojawiają się dopiero 10-20 mln lat po gwałtownej fazie gwiazdy, jaką jest czerwony olbrzym. Nowa praca autorstwa naukowca z Planetary Science Institute, Jordana Steckloffa, odkrywa przyczynę tego opóźnienia.
Kiedy gwiazda o masie podobnej do Słońca wyczerpuje paliwo jądrowe, najpierw rozszerza się i staje się czerwonym olbrzymem. Pod koniec życia naszego Słońca rozszerzy się ono do postaci czerwonego olbrzyma, który otoczy i zniszczy najbardziej wewnętrzne planety: Merkurego, Wenus i prawdopodobnie Ziemię. Podczas tej fazy gwiazdy typu czerwonego olbrzyma tracą również dużą część swojej masy, zanim ostatecznie zapadną się do białego karła – kulę węgla i tlenu wielkości Ziemi i masie stanowiącą połowę masy Słońca. To destabilizuje orbity pozostałych planet, które z kolei mogą rozpraszać planetoidy, rzucając niektóre z nich w stronę białego karła – powiedział Steckloff, główny autor pracy, która ukazała się w Astrophysical Journal Letters.
Dyski szczątków powstają, gdy ciała planetarne, takie jak te planetoidy, zbytnio zbliżają się do swojej gwiazdy macierzystej – białego karła – którego siły pływowe mogą zmiażdżyć je w pył. Dlatego też oczekuje się, że młode, gorące białe karły, które goszczą zdestabilizowane układy planetarne, będą szybko tworzyć dyski szczątków. Obserwacje pokazują jednak, że pyłowe dyski szczątków powstają dopiero z dużym opóźnieniem.
Stwierdziliśmy, że opóźnienie to jest wynikiem tego, że te młode białe karły są niezwykle gorące. Tak gorące, że wszelki pył, który tworzy się z planetoidy ulegającej zaburzeniu w wyniku oddziaływania sił podprzestrzennych, szybko wyparowuje i rozprasza się. Odkryliśmy, że pył ten przestaje parować dopiero wtedy, gdy biały karzeł zdąży się wystarczająco ochłodzić do temperatury powierzchni wynoszącej ok. 27 000 K. Temperatura ta zgadza się z obserwacjami układów białych karłów; wszystkie pyłowe dyski szczątków znajdują się wokół białych karłów chłodniejszych niż ta krytyczna temperatura – powiedział Steckloff.
Nasz Układ Słoneczny podąży tą drogą za kilka miliardów lat, kiedy Słońcu skończy się paliwo i rozszerzy się do postaci czerwonego olbrzyma, a następnie ostatecznie zapadnie się do białego karła – powiedział Steckloff. Większość planet wewnętrznych zostanie zniszczona, a Jowisz przemieści się na zewnątrz, destabilizując orbity planetoid. Niektóre z tych planetoid mogą w końcu przejść bardzo blisko Słońca, gdzie pływy gwiazdowe mogą je rozbić, tworząc pyłowe dyski szczątków.
Więcej informacji:
- White Dwarf Stars’ Debris Disk Formation Delayed
- How Sublimation Delays the Onset of Dusty Debris Disk Formation around White Dwarf Stars
Źródło: PSI
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Wizja artystyczna przedstawiająca dysk szczątków białego karła. Źródło: NASA/JPL-Caltech.
