小惑星を砕く星が巨大な岩を砕き、残骸の中に埋もれてしまう

銀河系のどこかで、白色矮星星が突然明るく輝き始めました。そして今、私たちはそれを引き起こした激しい大変動を理解しています。星の重力場が小惑星を粉々に引き裂き、その金属片が星の周囲に輝く光輪となって飛び散りました。

小惑星が宇宙に砕け散る様子を望遠鏡で撮影した映像はない。しかし、私たちが知っていることは次のとおりです。私たちの銀河には白色矮星があり、長年にわたって一定量の中赤外線 (MIR) 光を放射していました。そして 2018 年に、これらの排出量に変化が生じました。6 か月の間に、宇宙のその点からの星の光は、中赤外スペクトルで約 10% 強くなり、その点はさらに明るくなりました。研究者らは、これは地球と恒星の間に新たに形成された金属粉塵の雲が原因であり、おそらく最近の小惑星の分裂が原因だと考えている。

部外者にとっては直感に反して聞こえるかもしれないが、塵の雲星がより明るく見えるでしょう。しかし、中国科学技術大学の天文学者で、この現象を説明する論文の筆頭著者であるティンギ・ワン氏は、星と雲がどのように相互作用するかを考えれば、この増光は理にかなっていると述べた。

関連している：写真：ロシアの隕石爆発

「星への視線上に破片があると、星は暗くなってしまうでしょう」と彼はライブサイエンスに語った。「しかし、破片（の個々の破片）は空のほんの一部しか覆わないため、視界に入る可能性は低いです。」

しかし、個々の破片は小さく、それぞれが空のほんの一部を覆うだけですが、雲全体は大きく、星よりもはるかに大きいです。通常の条件下では、星から地球に直接飛び出す光子だけが人間の望遠鏡に到達します。しかし、クラウドはそれを変えます。あらゆる方向に向けられた光線が破片の雲に当たり、それを加熱して小惑星の破片から近赤外光を放射させます。その光は、たとえそれを引き起こした光線が通常では届かなかったとしても、地球にも届きます。その結果、空のより大きな輝く領域ができ、望遠鏡では光のスパイクとして記録されるとワン氏は語った。

晴れた夜に遠くにかすかな懐中電灯の光を想像してください。それが自分に向けられている場合は、それが細い光の点であることに気づくかもしれません。しかし、フォグマシンの渦巻く蒸気を通して懐中電灯を照らすと、たとえ光源の出力が同じであっても、はるかに大きくて明るい物体が目に留まります。

遠く離れた恒星の周りの破片円盤の天文学の専門家で、イェール大学天文学部の博士課程の学生であるマレナ・ライス氏は、天文学者らはこれまで宇宙でこのような破片の雲を見たことがあると語った。そして、彼らは非球形の物体の証拠を目撃しており、おそらく小惑星が太陽系の外の物体を周回している可能性があります。もう一つの白色矮星。しかし、星の周囲で破片雲に崩壊する小惑星を天文学者が発見したのはこれが初めてかもしれない。

「このプロセスは10年以上にわたって理論化されてきました」と、研究には関与していないライス氏はLive Scienceに語った。「しかし、これまで、実際に起きている混乱のプロセス全体を研究する機会はありませんでした。」

それでは、何が小惑星を粉々に引き裂いたのでしょうか?ワン氏らは、これは潮汐破壊と呼ばれる重力効果である可能性が高いと結論づけた。

「白色矮星は非常にコンパクトな星です」とワン氏は語った。「そのため、恒星に近づくと、重力場の勾配が非常に大きくなる可能性があります。」これは、重力が短い空間にわたって急激に変化する可能性があることを意味します。

あなたが宇宙に浮かんで、足を星に向けて星の周りを周回していると想像してください。足にかかる重力は肩にかかる重力よりも大きくなります。あなたが今地球上に立っているなら、同じ効果を経験していますが、その違い (勾配) は非常に小さいので気付かないでしょう。

白色矮星の近くの急峻な重力場では、勾配が非常に強くなり、物体を保持する力を圧倒する可能性があるとワン氏は述べた。大きな小惑星は自身の重力でくっついていますが、その重力は白色矮星に近い勾配ほど強くありません。天文学者らは、小惑星がこれらの潮汐域を通過すると砕け散り、雲のように宇宙に広がると信じている。

これは衛星だけでなく、一部の惑星が塵の輪に囲まれている理由に関係しているとライス氏は述べた。大きな惑星では潮汐力が弱いため、環内の物質が凝集して球状になるのを防ぐことができます。

天文学者らは破片がそうではなかったと確信している彗星からこの場合、彗星の移動速度が非常に速いため、破片はすぐに星の周囲の暖かい周囲を離れて冷えるだろうとワン氏は述べた。同氏は、岩石惑星が爆発した可能性はあるが、研究者らは、より小型の小惑星サイズの天体が爆発した可能性が高いと考えていると述べた。(大きな小惑星と小さな惑星の正確な区別は少し曖昧な場合があります。しかし、他の恒星系に関しては、天文学者は通常、より小さくてギザギザの金属や岩石の物体を指すために「系外小惑星」を使い、物体を指すのに「系外惑星」を使います。十分に大きいため、重力によって球体が形成されます。

現在、破片の雲はまだ星の周りを回っており、WD 0145+234 という名前で呼ばれています。しかし、時間が経つにつれて、その雲は星の表面に落ちる可能性が高いとワン氏は述べた。金属とおそらく暖かいガスでできたこの落下する破片は、どれほど多くの白色矮星が星の光の中に重大な金属汚染の証拠を残すことになるのかを説明できるかもしれない。

この研究はまだ査読されておらず、10月10日にオンラインのプレプリントジャーナルに掲載されました。arXiv。

最初に公開されたのはライブサイエンス。