Астрономы из бразильского Государственного университета в Риу-Гранди-ду-Сул при изучении данных, собранных программой «Слоановский цифровой небесный обзор» за последние 15 лет, наткнулись на уникальный небесный объект. У найденного ими белого карлика SDSSJ124043.01+671034.68, получившего прозвище Dox ([диокс]), атмосфера на 99,9% состоит из чистого кислорода.
Ничего подобного раньше учёным видеть не доводилось. Белые карлики – это конечная стадия эволюции почти всех звёзд (кроме самых больших). Когда звезда сбрасывает свою оболочку и образует планетарную туманность, на её месте остаётся ядро массой, сравнимой с Солнечной, но при этом в 100 раз меньшего размера. Светимость белых карликов крайне низка, поэтому и обнаружить их довольно трудно – но, по некоторым прикидкам, они составляют от 3 до 10% звёздного населения нашей галактики.
Атмосфера звезды почти на 90% состоит из водорода, почти на 10% — из гелия, и содержит следы более тяжёлых элементов. Некоторые учёные считают, что композиция тяжёлых элементов в атмосфере звезды согласуется с их композицией в каменистых планетах её системы. И даже когда звезда сбрасывает оболочку, атмосфера, остающаяся у белого карлика, имеет схожий состав. Водород и гелий, как самые лёгкие элементы, «всплывают» наверх и остаются в атмосфере. Какой процесс привёл Dox к полной потере лёгких элементов, пока остаётся невыясненным.
«Этот белый карлик стал полной неожиданностью,- говорит руководитель исследования, астроном Кеплер ди Суза Оливейра [Kepler de Souza Oliveira]. – И поскольку мы не ожидали найти нечто подобное, его обнаружение было ещё более трудной задачей».
Размером Dox чуть превышает Землю, при этом его масса составляет 60% от солнечной. Кроме кислорода, в его атмосфере присутствуют следы неона, магния и кремния. Уникальный состав атмосферы говорит о том, что появился этот объект в результате какого-то редкого процесса.
Ещё одной загадкой Dox является тот факт, что он явно произошёл от небольшой звезды – а в такой звезде не синтезируются настолько тяжёлые элементы, как кислород. По всем правилам Dox, должен был бы весить хотя бы в два раза больше, чтобы суметь синтезировать этот элемент. И тогда в атмосфере карлика можно было бы встретить его следы – но всё равно, не полностью состоящую из него атмосферу.
Кеплер считает, что разгадка Dox может крыться в возможности его образования на месте двойной звёздной системы. Он утверждает, что хотя в астрофизике принято изучать и рассчитывать параметры эволюции одиночных звёзд, порядка 30% всех звёзд каким-либо образом взаимодействуют со своим компаньоном в двойных звёздных системах.
Возможным вариантом развития событий была двойная звёздная система, из белого карлика и красного гиганта. В какой-то момент гигант расширился так, что Dox стал перетягивать на себя газ из его атмосферы. А затем гигант взорвался и все лёгкие элементы, бывшие в атмосфере, улетучились, оставив лишь кислород. Сходные сценарии уже описаны учёными – за исключением того, что никогда ещё они не приводили к тому, чтобы у звезды в атмосфере оставался лишь кислород.
