Судьба Земли уже известна: учёные нашли систему, где планеты погибли от рук своей звезды

Астрономы наблюдают на расстоянии 183 световых лет от Земли поучительный финал эволюции системы, удивительно похожей на нашу. Звезда, некогда напоминавшая Солнце, уже давно превратилась в белого карлика, а вокруг неё вращается диск обломков погибших планет. Эти миры сумели избежать уничтожения, когда их светило стало красным гигантом, но позже всё же были разорваны на части его же гравитацией.

Как звезды уничтожают свои планеты

Когда в ядре звезды заканчивается водород, термоядерные реакции прекращаются. Давление излучения, удерживавшее вещество от сжатия, падает, и гравитация начинает брать верх. Ядро сжимается и нагревается, а внешние слои, напротив, раздуваются. Звезда становится красным гигантом, её радиус увеличивается в сотни раз.

Через пять миллиардов лет такое же будущее ожидает и наше Солнце. По расчётам, оно расширится как минимум до орбиты Венеры и, возможно, поглотит Землю и Марс. После этого внешние оболочки звезды сбросятся в космос, образуя планетарную туманность, а в центре останется плотное горячее ядро — белый карлик, примерно размером с Землю.

"Белый карлик — это последняя стадия эволюции звёзд наподобие Солнца", — пояснили астрофизики из Университета Аризоны.

Судьба системы GD 362

Белый карлик GD 362, расположенный в созвездии Геркулеса, считается "старожилом" — его возраст оценивается в 680 миллионов лет. Масса звезды составляет около 0,6 солнечной, то есть она является потомком звезды, очень похожей на наше Солнце.

На первый взгляд, рядом с ней не видно ни одной планеты, однако детальное изучение показало нечто иное — вокруг GD 362 тянется плотный диск из пыли и каменных обломков. Его радиус — от 4,5 до 12 миллионов километров, а толщина достигает 42 тысяч километров, что вдвое больше диаметра самого белого карлика.

Такое скопление невозможно объяснить случайным захватом астероидов — это, по сути, остатки разрушенных планет.

Почему планеты всё же погибли

Планеты, которые некогда обращались вокруг звезды, должны были пережить её превращение в белого карлика, если находились достаточно далеко. Красный гигант, хоть и расширился, не смог достичь их орбит. Но после этого в системе начался гравитационный хаос.

Когда внешние планеты изменили свои орбиты, некоторые из них — или их спутники — могли быть отброшены к звезде. Пересекая предел Роша, они попадали в зону, где приливные силы белого карлика начинали разрывать их на куски.

"Планета, пересекающая предел Роша, неизбежно распадается — ни одно твёрдое тело не выдерживает такого перепада гравитации", — отметили исследователи из NASA.

Именно эти обломки, обращающиеся вокруг GD 362, и образуют наблюдаемый диск.

Диск мёртвых миров

Данные инфракрасных наблюдений показывают, что диск излучает много тепла. Это значит, что в нём содержится мелкая пыль и каменистое вещество, активно поглощающее и переизлучающее свет. По массе этот диск сравним с карликовой планетой Церерой, хотя в нём могут быть и более крупные фрагменты, пока неразличимые для телескопов.

Белые карлики постепенно "втягивают" часть этого вещества. На их поверхности обнаруживают следы железа, кремния, магния - элементов, характерных для планетарных пород. Это доказывает, что звезда продолжает медленно "поглощать" своих погибших спутников.

Как всё могло произойти

Учёные рассматривают несколько сценариев разрушения планет:

1. Возмущения орбит внешними гигантами.
   Один или несколько массивных газовых гигантов могли изменить траектории соседних тел, отбросив их ближе к звезде.

2. Гравитационные взаимодействия между уцелевшими планетами.
   После потери массы звезды орбиты сместились, и система стала нестабильной.

3. Влияние проходящей звезды.
   Даже кратковремённое внешнее воздействие могло нарушить баланс, заставив планеты сблизиться с белым карликом.

Как только тело пересекает границу Роша, оно распадается на фрагменты, которые постепенно распределяются по орбите, образуя тонкий диск разрушения.

Что ждёт Солнечную систему

Судьба GD 362 даёт нам представление о будущем. Когда Солнце станет белым карликом, внешние планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — вероятно, сохранятся. Но внутренние миры, включая Землю, либо будут поглощены, либо разрушатся, как в системе Геркулеса.

"Через миллиарды лет вокруг остывшего Солнца может остаться лишь кольцо из пыли и обломков — напоминание о некогда обитаемой планете", — отмечают авторы исследования.

Таблица сравнения: GD 362 и будущее Солнца

Почему белые карлики важны для науки

Белые карлики — не просто остатки звёзд. Это архивы космической истории, по которым можно судить о составе исчезнувших планет. Когда телескопы фиксируют следы тяжёлых элементов в их атмосфере, это означает, что звезда поглотила каменистый материал — фактически "прах" своих планет.

Анализируя такие системы, учёные могут оценить химический состав планет за пределами Солнечной системы и понять, насколько они были похожи на Землю.

Интересные факты

1. Плотность белого карлика такова, что чайная ложка его вещества весила бы несколько тонн.

2. Температура поверхности GD 362 превышает 10 000 °C.

3. Каждый год звезда "поглощает" миллиарды тонн вещества из диска.

4. Белые карлики постепенно остывают и через триллионы лет превращаются в чёрные карлики, полностью потухшие звёзды.

5. Считается, что около 25% всех белых карликов имеют признаки дисков из разрушенных планет.

Исторический контекст

Систему GD 362 впервые заметили в начале 2000-х годов, но только благодаря инфракрасным телескопам удалось обнаружить окружающий её диск. Сегодня она стала одной из ключевых моделей для понимания того, что ждёт планеты после гибели своих звёзд.

Судьба этих далёких миров — это, возможно, заглядывание в будущее нашей Солнечной системы. Когда-нибудь и наше Солнце оставит после себя лишь белый карлик, а планеты, пережившие катаклизм, либо улетят в межзвёздное пространство, либо превратятся в пыль, тихо вращающуюся вокруг звёздного останка.