Według teorii powstawania Układu Słonecznego, w jego wczesnych fazach występowały m.in. obiekty podobne do planetoid, które miały swój udział w powstawaniu planet. Trochę później nastąpił okres tzw. wielkiego bombardowania, w trakcie którego większość planetozymali uległa zderzeniom z większymi obiektami lub została wyrzucona na orbity daleko od Słońca (np. do Obłoku Oorta). Przypuszcza się też, że lodowe planetozymale oraz komety były odpowiedzialne za dostarczenie wody na Ziemię. Teraz uzyskano dowód obserwacyjny, że podobne obiekty występują w innym układzie planetarnym.

Grupa naukowców z instytucji w Europie i Stanach Zjednoczonych użyła spektroskopii w ultrafiolecie do zbadania składu chemicznego odległych gwiazd. W obserwacjach wykorzystano Kosmiczny Teleskop Hubble’a.

Jedna ze zbadanych gwiazd, WD 1647+375, okazała się mieć zaskakujące substancje lotne w swojej atmosferze. Zwykle atmosfery białych karłów składają się z przede wszystkim wodoru i helu, ale w przypadku wspomnianej gwiazdy wykryto też węgiel, azot, siarkę i tlen.

Snehalata Sahu, stażystka na University of Wawrick w Wielkiej Brytanii, która jest pierwszą autorką publikacji, wskazuje, że typowo sygnatury metali w białych karłach pochodzą od materii, którą te gwiazdy akreują (opada na nie). To materia z planet i planetoid, która znajdzie się zbyt blisko gwiazdy i zostanie rozerwana.

Analizując skład chemiczny atmosfery białego karła - można spróbować wyciągnąć wnioski na temat budowy obiektów w układzie planetarnym, które w tym przypadku naukowcy określili mianem planetozymali (rozumiejąc pod tym terminem ogół niewielkich obiektów w systemie planetarnym, takich jak planetoidy czy komety).

Biały karzeł odgrywa tutaj rolę miejsca kosmicznej zbrodni – planetozymale spadają na niego, pierwiastki z nich zostawiają swój ślad w atmosferze gwiazdy, a spektroskopia pozwala, niczym policyjne badania DNA, ustalić ofiarę. Zwykle widać dowody na akrecję materiału skalistego, z zawartością wapnia i innych metali. Natomiast wskazówki na opadanie resztek materii z zawartością substancji lotnych potwierdzono jedynie w niewielu przypadkach.

Spośród substancji lotnych szczególnie istotny jest azot, który jest wskazówką istnienia ciał lodowych. Badania spektroskopowe pokazały, że materia przyciągnięta przez białego karła WD 1647+375 ma spory procent azotu (około 5 procent masy tej materii). To największa wartość, jaką wykryto w podobnych przypadkach. Na dodatek występuje w niej o 84 procent więcej tlenu niż gdyby gwiazda absorbowała tylko ciała skaliste. Sugeruje to, iż mamy do czynienia ze spadkiem jakiegoś obiektu lodowego.

Dowody obserwacyjne wskazują także na to, że resztki materii zasilają gwiazdę od co najmniej 13 lat w tempie 200 tysięcy kilogramów na sekundę. Daje to wyobrażenie o wielkości lodowego obiektu, który musiał mieć co najmniej 3 kilometry średnicy (co jest rozmiarem, podobnym do jąder komet). To jest jednak minimalna masa, bowiem jeśli akrecja w rzeczywistości trwa dłużej niż 13 lat, ciało mogło mieć nawet 50 km średnicy.

Autorzy publikacji uważają, że skonsumowany przez białego karła obiekt to lodowy lub bogaty w wodę planetozymal o 64 proc. zawartości wody. Może to być kometa taka, jak w Układzie Słonecznym kometa Halleya albo obiekt C/2016 R2, który może być fragmentem planety karłowatej, takiej jak Pluton.

W komunikacie wskazano, iż odkrycie jest pierwszym niedwuznacznym dowodem na białego karła z atmosferą bogatą w azot, który absorbuje lodowe planetozymale. Nie wiadomo czy pochłonięty obiekt uformował się w systemie planetarnym wokół gwiazdy, czy może jest to międzygwiazdowa kometa.

Wyniki badań przedstawiono w czasopiśmie naukowym „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. (PAP)

cza/ zan/