Астрономы нашли самые старые звёзды в нашей Галактике, которые к тому же аккумулируют материал от своих планетезималей — остатков планетных систем. Таким образом, открыты самые старые системы каменных и ледяных планет в Млечном Пути. Одна из систем — белый карлик на расстоянии 90 световых лет от Земли. Его возраст составляет 10 миллиардов лет. Вторая звезда немного моложе — всего 9 миллиардов лет. Планетные системы этих звёзд образовались и разрушились задолго до формирования Солнечной системы.
Большинство звёзд, включая и наше Солнце, на последней стадии эволюции превращаются в белые карлики. Это звёзды, которые уже сожгли свой запас термоядерного топлива; они постепенно охлаждаются и сжимаются по действием собственной гравитации. Планеты на их орбитах при этом разрушаются, а их вещество затем постепенно падает на поверхность звезды. Исследование спектра таких звёзд позволяет определить состав не только вещества звезды, но и её бывшей планетной системы.
Астрономы промоделировали эволюцию двух необычных белых карликов, которые обнаружила космическая обсерватория GAIA Европейского космического агентства. Пространство возле звёзд оказалось заполненным остатками планетарных дисков звёзд. Одна из этих звёзд имеет необычный голубой оттенок в видимом спектре, вторая — красная и гораздо менее яркая. Это на сегодня самая «красная» звезда, известная в нашем ближайшем галактическом окружении. Для изучения звёзд и их разрушенных планетных систем использовались спектроскопические и фотометрические данные обсерватории GAIA, Обзора тёмной энергии (Dark Energy Survey, DES) и спектроскопического инструмента X-Shooter Южной Европейской обсерватории. С их помощью можно вычислить, в течение какого времени охлаждались звёзды. Это и позволило установить возраст: самая старая звезда, «красная» с обозначением WDJ2147-4035, имеет возраст около 10,7 миллиарда лет, из которых 10,2 миллиарда лет она охлаждается уже на этапе белого карлика. Спектроскопический анализ показал, что атмосфера звезды содержит натрий, литий и калий, а также один неметалл — углерод (вероятно). Эти элементы постепенно «оседают» на звезду из бывшего планетного диска. Это также позволяет классифицировать её как самый древний белый карлик, насыщенный таким количеством металлов.
Остаток планетарного диска «красной» звезды с «атмосферой» почти из чистого гелия указывает на планетную систему, которая пережила эволюцию звезды в белого карлика. Поэтому можно утверждать, что возле этого белого карлика открыта самая старая планетарная система в Млечном Пути.
Вторая, «голубая», звезда — WDJ1922+0233 — немного моложе. Её спектр показывает загрязнение материалом планетарного диска с составом, аналогичным составу земной континентальной коры. Голубой оттенок звезды очень необычный — ведь сама звезда уже довольно холодная (как мы знаем, чем горячее звезда, тем её спектр больше сдвигается в «синюю» и ультрафиолетовую сторону). Астрофизики считают, что синий цвет возникает из-за необычной водородно-гелиевой атмосферы. Статья о планетных дисках двух самых старых звёзд нашего ближайшего окружения в ноябре 2022 года вышла в MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).
Спектр этих звёзд может указывать на то, как быстро металлы «тонут» в их недрах. Таким образом можно определить, сколько металла имели их планетные тела. Далее, эти результаты можно сравнить с составом тел значительно более молодой Солнечной системы и узнать, какими были древние планеты перед окончанием жизненного цикла звезды. 10 миллиардов лет назад, когда формировались эти планетные системы, Вселенная была гораздо меньше насыщена металлами, чем сегодня: тяжёлые элементы в космосе образуются в процессе эволюции звёзд, соответственно их количество растёт от звёздного поколения к поколению. Два древних белых карлика позволяют изучить формирование планет в среде, бедной металлами, но богатой газами — существенно отличной от условий, в которых формировалась наша звёздная система.
