В то время как сверхновые представляют собой наиболее драматичный сценарий смерти звезды, 95% звёзд закончат свою жизнь куда более спокойно, сперва раздувшись до красного гиганта, затем постепенно сбросив внешние слои в планетарную туманность и превратившись, наконец, в белого карлика. Такая же участь ожидает и наше Солнце, которое, по прогнозам, должно расшириться до орбиты Марса. Меркурий, Венера и Земля будут полностью поглощены. А что же ожидает остальные планеты нашей системы?
Художественное изображение белого карлика G29-38 и его осколочного диска. Фото: NASA/JPL-Caltech.
Согласно большинству предположений, когда наша звезда превратится в красного гиганта, жизнь на ближайших планетах станет невозможной, так как жилая зона переместится к дальним планетам, превратив нынешние ледяные спутники Юпитера в курорты. Однако так можно рассуждать только о планетах с неизменными орбитами. По мере потери звездой массы орбиты будут меняться. Ближайшие планеты будут отброшены из-за увеличившейся плотности высвобожденного газа звезды, орбиты дальних планет будут постепенно расширяться по мере ослабления гравитации звезды, теряющей массу. Во время всех этих перемещений Солнечная система будет напоминать саму себя в ранние годы своего формирования. Не исключены и столкновения планет друг с другом или, того хуже, с самой звездой и вылет их из системы на вытянутые эллиптические орбиты.
Можно ли найти доказательства существования таких планет? Исследуем такую возможность. Вследствие конвекции в белом карлике тяжёлые элементы быстро перемещаются в нижние слои звезды, стирая следы всех элементов в спектре, кроме водорода и гелия. Таким образом, если будут обнаружены эти тяжёлые элементы, это будет свидетельством продолжающейся аккреции либо из межзвёздной среды, либо источника околозвёздного вещества. Рассмотрим два карлика с «загрязнёнными» подобным образом атмосферами: звезду ванн Маанена-2 и G29-38. На спектрах обоих присутствуют яркие линии поглощения, обусловленные наличием кальция. Кроме того, вокруг G29-38 также имеется пылевой диск. Может ли он быть остатком планеты?
Не обязательно. Это могут быть остатки астероидов, более же мелкие пылинки могли быть выброшены из системы световым давлением звезды на предыдущей стадии развития. Орбиты астероидов, как и планет, возмущаются, и любой подлетающий слишком близко к звезде объект разорвёт на части, которые врежутся в её атмосферу. Если следовать этому сценарию, то разрушение ожидает и гипотетическое облако Оорта. Согласно некоторым оценкам, орбиты планет вроде Юпитера могут расшириться в тысячу раз.
На выручку снова приходит спектроскопия. В то время как астероиды и кометы могли, конечно, способствовать загрязнению белого карлика, интенсивность спектральных линий будет косвенным индикатором усредненного темпа поглощения и должна быть выше для планет. Вдобавок, соотношение различных элементов в пыли сужает круг предположений, в каком месте системы могло сформироваться разрушенное тело. Несмотря на то, что астрономы обнаруживали уже планеты близко к родным звёздам, есть версия, что сформировались они на гораздо более отдалённом от неё участке, где температура позволила газу сконденсироваться до того, как его выдует солнечным ветром. Сформированные вблизи звезды объекты более вероятно должны быть каменистыми, и если они подвергаются разрушению, их спектры будут более насыщены тяжелыми элементами.
С запуском телескопа «Спитцер» удалось найти пылевые диски, свидетельствующие о прошлых столкновениях, вокруг многих белых карликов. Хочется надеяться, что с открытием планет у звёзд, находящихся на стадии развития между зрелостью и белым карликом, астрономы смогут лучше изучить данный период планетарной эволюции.
