Астрономи вперше змогли оцінити вміст літію в екзосолнечних планетезималях, речовина яких потрапила в атмосферу ультрахолодного старого білого карлика WD J1644-0449 в процесі аккреції, і вона виявилася вищою, ніж у зірок аналогічного віку і метеоритів типу CL-хондритів. Подібні спостереження дозволяють зрозуміти властивості стародавніх екзопланет і динаміку змісту літію у Всесвіті. Стаття опублікована в журналі
Білі карлики - це залишки зірок малої або середньої маси, які вичерпали запаси водню в своїх ядрах. Ці об'єкти компактні за своїми розмірами, володіють середньою масою в діапазоні від 0,17 до 1,44 мас Сонцаіхарактеризуються постійно діючим процесом розшарування хімічних елементів по масі, коли більш важкі елементи виявляються глибшими. Тому у спектрі типової атмосфери білого карлика повинні бути присутні лінії тільки легких елементів, таких як водень або гелій. Однак спостереження дозволили виявити велику кількість гарячих білих карликів, атмосфери яких забруднені металами, а самі карлики часом демонструють надлишок інфрачервоного випромінювання, що зв'язується з пиловими дисками. Це говорить про процеси приливного руйнування карликом планетезималей або планет і подальшої аккреції речовини на нього. Дослідження складу подібних систем дає інформацію про склад туманності, з якої вони сформувалися, аналогічно тому, як вивчення складу метеоритів дозволяє дізнатися більше про ранню Сонячну систему.
Група астрономів на чолі з Крістофером Клеменсом (J. Christopher Clemens) і Беном Кайзером (Ben Kaiser) з Університету Північної Кароліни в Чапел-Хілл менш опублікувала результати аналізу даних оптичних спектроскопічних спостережень за білим карликом WD J1644-0449 в рамках огляду старих (віком більш ніж 7 мільярдів років) ультних темпів. Для спостережень вчені використовували наземний 4,1-метровий телескоп SOAR (Southern Astrophysical Research), розташований в Чилі.
Аналіз архівних даних інфрачервоних спостережень не виявив наявність у карлика супутника або пилового диска. Вчені віднесли WD J1644-0449 до білих карликів спектрального класу DZ, у спектрі якого були знайдені лінії поглинання кальцію, натрію, калію, магнію та літію. Ефективна температура карлика була оцінена в 3830 кельвінів, а маса - всього в 0,45 мас Сонця, що може говорити про втрату маси в минулому.
Виявлення літію в атмосфері білого карлика дозволяє астрономам досліджувати вміст літію в планетезималях в інших системах і порівнювати його з атмосферами зірок того ж віку. Вважається, що значна кількість літію у Всесвіті утворилася в перші п'ять хвилин після Великого вибуху, а потім стала змінюватися через вибухи масивних зірок, що проявляється у зменшенні співвідношення Li/Ca протягом часу. У разі WD J1644-0449 відносини K/Ca і Na/Ca узгоджуються зі значеннями, отриманими для метеоритів у Сонячній системі. Однак значення Li/Ca виявилося вищим, ніж у зірок аналогічного віку і метеоритів типу CL-хондритів, що може відображати дефіцит літію в результаті ядерних реакцій в зірках головної послідовності. Очікується, що нові спостереження за іншими забрудненими білими карликами дозволять астрономам простежити динаміку змісту літію аж до ранніх етапів життя Всесвіту.
Раніше ми розповідали про те, як астрономи відшукали ультратяжкий і найбільш швидкий білі карлики, а також вперше знайшли об'єкт планетарного масштабу у білого карлика.