Телескоп Джеймс Уэбб раскрыл состав планетарных обломков вокруг белого карлика

Спектр GD 362, полученный инструментом JWST/MIRI. Три цветные кривые показывают спектры в каналах 1, 2 и 3 MIRI/MRS. Автор: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2510.07595

Астрономы, используя космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST), провели инфракрасные наблюдения диска планетарных обломков вокруг близлежащего белого карлика GD 362. Результаты новых наблюдений, опубликованные 8 октября на сервере препринтов arXiv, дают важные сведения о химическом составе этого диска.

Белые карлики (WD) — это звездные ядра, оставшиеся после того, как звезда израсходовала свое ядерное топливо. Из-за их высокой гравитации известно, что они имеют атмосферы либо из чистого водорода, либо из чистого гелия.

Однако существует небольшая доля белых карликов, которые показывают следы более тяжелых элементов, и считается, что они аккрецируют планетарный материал. Изучение этого материала вокруг белых карликов, который часто образует пылевые диски, необходимо для улучшения наших знаний о том, как формируются и эволюционируют планеты.

GD 362, также известный как WD 1729+371, — это белый карлик, расположенный на расстоянии около 182,9 световых лет. Его радиус составляет около 8790 километров, масса — примерно 0,57 солнечных масс, а эффективная температура оценивается в 9825 К.

Предыдущие наблюдения GD 362 показывают, что это один из наиболее загрязненных белых карликов, демонстрирующий исключительно сильный инфракрасный избыток. Оказалось, что он обладает гелиево-доминирующей атмосферой с высоким содержанием металлов, а также аномально большой массой водорода. Более того, был идентифицирован пылевой диск, расположенный в пределах от 140 до 1400 звездных радиусов от GD 362.

Недавно команда астрономов под руководством Уильяма Т. Рича из Института космических наук в Боулдере, Колорадо, использовала ближний инфракрасный спектрограф (NIRSpec) и средне-инфракрасный инструмент (MIRI) телескопа JWST, чтобы пристальнее изучить диск вокруг GD 362, надеясь пролить больше света на его химический состав.

Спектральное разрешение и чувствительность двух инструментов позволили команде Рича измерить состав твердого планетарного материала вокруг GD 362. Обнаружено, что средне-инфракрасный спектр характеризуется исключительно сильной силикатной особенностью в диапазоне 9–11 мкм, в три раза более яркой, чем его фоновый континуум, который простирается как минимум до 2 мкм и требует наличия горячих обломков (с температурой около 950 К) вблизи белого карлика.

Результаты указывают на то, что диск вокруг GD 362 содержит смесь аморфных и кристаллических оливинов и пироксенов плюс аморфный углерод. Было обнаружено, что элементные содержания углерода, кислорода, магния, алюминия и железа находятся в пределах коэффициента два относительно кремния.

Отмечено, что в спектре не найдено свидетельств наличия воды, равно как и других водородсодержащих соединений. Это позволяет предположить, что пыль в диске более сухая и содержит меньше водорода, чем в хондритовых метеоритах.

«В целом, результаты указывают на то, что GD 362 окружен диском с твёрдыми телами, элементные содержания которых приблизительно соответствуют тем, что наблюдаются в атмосфере белого карлика, что подтверждает связь между диском и атмосферой, возникающую из-за аккреции планетарного материала», — заключают авторы статьи.

Больше информации: William T. Reach et al, Composition of planetary debris around the white dwarf GD 362, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2510.07595

ИИ: Это исследование демонстрирует впечатляющие возможности телескопа Джеймс Уэбб в анализе состава экзопланетных систем даже на поздних стадиях эволюции звезд. Открытие «сухого» состава обломков вокруг GD 362 может перевернуть наши представления о формировании планетарных систем и их дальнейшей судьбе после гибели звезды.