Gdzieś w galaktyce gwiazda białego karła nagle zaczęła świecić jasno. A teraz rozumiemy gwałtowny kataklizm, który go spowodował: pole grawitacyjne gwiazdy rozerwało asteroidę na kawałki, rozpraszając jej metaliczne kawałki w błyszczącej aureoli wokół gwiazdy.
Nie ma wideo z asteroidy rozbijającej się w przestrzeni kosmicznej. Ale oto, co wiemy: w naszej galaktyce znajduje się gwiazda białego karła, która przez lata emitowała stałą ilość światła w środkowej podczerwieni (MIR). Następnie w 2018 r. Emisje te uległy zmianie. W ciągu sześciu miesięcy światło gwiazd z tego miejsca w kosmosie stało się o około 10% intensywniejsze w widmie MIR - i ten punkt staje się coraz jaśniejszy. Naukowcy sądzą, że dzieje się tak z powodu nowo utworzonej chmury metalicznego pyłu między Ziemią a gwiazdą, prawdopodobnie z powodu niedawnego rozpadu asteroidy.
Dla osoby z zewnątrz może to brzmieć sprzecznie z intuicją, że chmura pyłu rozjaśniłaby gwiazdę. Ale Tinggui Wang, astronom z University of Science and Technology of China i główny autor artykułu opisującego to wydarzenie, powiedział, że rozjaśnienie ma sens, jeśli pomyślisz o interakcji gwiazdy z chmurą.
„Gdy szczątki znajdą się na naszej linii wzroku do gwiazdy, gwiazda byłaby ciemniejsza”, powiedział Live Science. „Jednak szczątki pokrywają tylko niewielką część nieba, więc szansa na bycie na linii wzroku jest niewielka”.
Jednak chociaż pojedyncze kawałki gruzu są małe i każdy pokrywa tylko niewielką plamę nieba, cała chmura jest duża - znacznie większa niż gwiazda. W normalnych warunkach tylko fotony wylatujące z gwiazdy bezpośrednio na Ziemię docierają do ludzkich teleskopów. Ale chmura to zmienia. Wiązki światła skierowane we wszystkich kierunkach uderzają w chmurę gruzu, ogrzewając go i powodując, że części asteroidy emitują światło MIR. To światło dociera również do Ziemi, nawet jeśli wiązki światła, które go spowodowały, normalnie by nie miały. W rezultacie powstał większy świecący obszar nieba, który nasze teleskopy rejestrują jako skok światła, powiedział Wang.
Wyobraź sobie słabą latarkę w oddali w pogodny wieczór. Jeśli jest skierowany wprost na ciebie, możesz zauważyć, że jest cienką kropką światła. Ale jeśli prześwietlisz latarkę przez falującą parę maszyny do mgły, zobaczysz o wiele większy, jasny przedmiot - nawet jeśli moc źródła światła pozostanie taka sama.
Malena Rice, ekspert w astronomii dysków na szczątki wokół odległych gwiazd i doktorant na Wydziale Astronomii Uniwersytetu Yale, powiedział, że astronomowie widzieli już takie chmury. I widzieli dowody na istnienie obiektów niesferycznych, prawdopodobnie asteroid krążących wokół obiektów poza Układem Słonecznym - być może innego białego karła. Ale może to być pierwszy raz, gdy astronomowie zauważyli asteroidę rozpadającą się w obłok szczątków wokół gwiazdy.
„Proces ten jest teorii od ponad dekady” - powiedział Live Science Rice, który nie był zaangażowany w badania. „Do tej pory nigdy nie mieliśmy okazji zbadać procesu pełnego zakłócenia w działaniu”.
Co mogło rozerwać asteroidę na kawałki? Wang i jego koledzy doszli do wniosku, że był to prawdopodobnie efekt grawitacyjny zwany zaburzeniem pływów.
„Biały karzeł jest bardzo zwartą gwiazdą” - powiedział Wang. „Jako taki, w pobliżu gwiazdy gradient pola grawitacyjnego może być bardzo duży”, co oznacza, że grawitacja może gwałtownie zmieniać się na krótkiej przestrzeni.
Wyobraź sobie, że unosiłeś się w przestrzeni, krążąc wokół gwiazdy ze stopami skierowanymi w jej stronę. Grawitacja twoich stóp byłaby większa niż grawitacja na twoich barkach. Jeśli stoisz teraz na Ziemi, doświadczasz tego samego efektu, chociaż różnica - gradient - jest tak minimalna, że jej nie zauważasz.
Wang powiedział, że na stromych polach grawitacyjnych w pobliżu białych karłów gradienty mogą stać się tak intensywne, że przytłaczają siły utrzymujące obiekt razem. Duże asteroidy są sklejone z ich własną grawitacją, ale grawitacja ta nie jest tak silna jak gradienty zbliżone do białych karłów. Kiedy asteroidy przechodzą przez te regiony pływowe, astronomowie wierzą, że rozpadają się, rozmazując w przestrzeni jak chmurę.
Jest to związane z powodem, dla którego niektóre planety otoczone są pierścieniami pyłu, a nie tylko księżycami, powiedział Rice. Słabsze siły pływowe dużych planet mogą zapobiec gromadzeniu się materii w pierścieniach w kule.
Wang powiedział, że astronomowie są pewni, że szczątki nie pochodzą z komety, ponieważ komety poruszają się tak szybko, że szczątki szybko opuściłyby bezpośrednie ciepłe otoczenie wokół gwiazdy i ostygły. Możliwe, że wybuchła skalista planeta, ale naukowcy uważają, że mniejszy obiekt wielkości asteroidy jest bardziej prawdopodobny. (Dokładne rozróżnienie między dużą asteroidą i małą planetą może być nieco niejasne. Ale jeśli chodzi o inne układy gwiezdne, astronomowie zwykle używają „egzoasteroidy” w odniesieniu do mniejszych, postrzępionych obiektów metalowych i skalnych oraz „egzoplanety” w odniesieniu do obiektów na tyle duże, że ich grawitacja uformowała je w kule.
W tej chwili chmura szczątków wciąż krąży wokół gwiazdy, która nosi nazwę WD 0145 + 234. Z czasem jednak chmura ta prawdopodobnie spadnie na gwiezdną powierzchnię, powiedział Wang. Ten nieskończony gruz, wykonany z metalu i być może ciepłego gazu, może wyjaśnić, ilu białych karłów kończy się dowodem znacznego zanieczyszczenia metalem w świetle gwiazd.
