Сегодня группа ученых под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе сообщает, что она обнаружила существование белого карлика, атмосфера которого богата углеродом и азотом, а также кислородом и водородом, составляющими воды. Белый карлик находится примерно в 200 световых годах от Земли и находится в созвездии Волопаса.Бенджамин Цукерман, соавтор исследования и профессор астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, сказал, что исследование представляет доказательства того, что планетная система, связанная с белым карликом, содержит материалы, которые являются основными строительными блоками для жизни. И хотя исследование было сосредоточено на этой конкретной звезде, известной как WD 1425 + 540, тот факт, что ее планетная система имеет общие характеристики с нашей Солнечной системой, убедительно свидетельствует о том, что и другие планетные системы тоже.
«Полученные данные указывают на то, что некоторые важные предпосылки жизни распространены во Вселенной», — сказал Цукерман.Ученые сообщают, что небольшая планета в планетной системе вращалась вокруг белого карлика, и ее траектория была каким-то образом изменена, возможно, из-за гравитационного притяжения планеты в той же системе. Это изменение заставило малую планету переместиться очень близко к белому карлику, где сильное гравитационное поле звезды разорвало малую планету на газ и пыль. Эти остатки вышли на орбиту вокруг белого карлика — так же, как кольца вокруг Сатурна, — сказал Цукерман, — прежде чем в конечном итоге обернуться на саму звезду, неся с собой строительные блоки для жизни.
По словам Эдварда Янга, другого соавтора исследования и профессора геохимии и космохимии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, исследователи считают, что эти события произошли относительно недавно, возможно, в последние 100 000 лет или около того. По их оценкам, примерно 30 процентов массы малой планеты составляли вода и другие льды, а примерно 70 процентов — скалистый материал.Исследование предполагает, что малая планета является первой из множества подобных аналогов объектам в поясе Койпера нашей Солнечной системы.
Пояс Койпера — это огромное скопление небольших тел, подобных кометам и малым планетам, расположенным во внешних пределах нашей Солнечной системы, за пределами Нептуна. Астрономы давно задавались вопросом, есть ли в других планетных системах тела со свойствами, аналогичными свойствам пояса Койпера, и новое исследование, похоже, впервые подтверждает существование одного такого тела.Белые карлики — это плотные перегоревшие остатки обычных звезд. Их сильное гравитационное притяжение заставляет такие элементы, как углерод, кислород и азот, опускаться из атмосферы во внутреннее пространство, где они не могут быть обнаружены телескопами.
Исследование, опубликованное в Astrophysical Journal Letters, описывает, как WD 1425 + 540 получил углерод, азот, кислород и водород. Это первый случай обнаружения белого карлика с азотом и один из немногих известных примеров белых карликов, на которые ударило каменистое тело, богатое водяным льдом.«Если есть вода в объектах, похожих на пояс Койпера, вокруг других звезд, как это сейчас кажется, тогда, когда образуются скалистые планеты, они не обязательно должны содержать ингредиенты жизни», — сказал Сии Сюй, ведущий автор исследования, научный сотрудник Европейской Южная обсерватория в Германии, получившая докторскую степень в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.«Теперь мы видим в планетной системе за пределами нашей солнечной системы, что есть второстепенные планеты, где вода, азот и углерод присутствуют в изобилии, как, например, в поясе Койпера нашей солнечной системы», — сказал Сюй. «Если Земля получила воду, азот и углерод в результате воздействия таких объектов, то каменистые планеты в других планетных системах также могли бы получить таким образом воду, азот и углерод».
По словам Янга, скалистая планета, которая формируется относительно близко к своей звезде, скорее всего, будет сухой.«Мы хотели бы знать, существуют ли в других планетных системах пояса Койпера с большим количеством воды, которую можно было бы добавить на другие планеты, которые в противном случае были бы сухими», — сказал он. «Наши исследования показывают, что это вполне вероятно».
По словам Цукермана, исследование не решает вопрос о том, является ли жизнь во Вселенной обычным явлением.«Сначала вам нужен мир, похожий на Землю по размеру, массе и на надлежащем расстоянии от звезды, такой как наше Солнце», — сказал он, добавив, что астрономы до сих пор не нашли планету, которая бы соответствовала этим критериям.Исследователи наблюдали WD 1425 + 540 с телескопом Кека в 2008 и 2014 годах и с космическим телескопом Хаббл в 2014 году.
Они проанализировали химический состав его атмосферы с помощью инструмента, называемого спектрометром, который разбивает свет на длины волн. Спектрометры могут быть настроены на длины волн, на которых ученые знают, что данный элемент излучает и поглощает свет; Затем ученые могут определить присутствие элемента по тому, излучает ли он или поглощает свет определенных характерных длин волн.
В новом исследовании исследователи увидели элементы в атмосфере белого карлика, потому что они поглощали часть фонового света от белого карлика.