Вчені виявили зірку, що поглинає планету розміром з Юпітер

Нове дослідження документує перше спостереження старіючої зірки, яка поглинає планету. Після того, як у своєму ядрі вичерпалося паливо, зірка почала збільшуватися, скорочуючи відстань до сусідньої планети, зрештою повністю споживши її.

Приблизно через 5 мільярдів років наше Сонце пройде через подібний процес старіння, можливо, досягнувши в 100 разів більшого його нинішнього діаметра і ставши так званим червоним гігантом. Під час цього стрибка зростання Сонце поглине Меркурій, Венеру і, можливо, Землю.

Астрономи ідентифікували багато червоних гігантів і підозрювали, що в деяких випадках вони поглинають сусідні планети, але це явище ніколи раніше не спостерігалося безпосередньо.

Кішалай Де, астроном з Массачусетського технологічного інституту в Кембриджі та провідний автор дослідження:

«Подію такого типу передбачали десятиліттями, але досі ми ніколи не спостерігали, як відбувається цей процес».

Механізм поглинання

Дослідники виявили подію – яка офіційно називається ZTF SLRN-2020 – за допомогою кількох наземних обсерваторій і космічного корабля NASA NEOWISE (Near-Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer), яким керує Лабораторія реактивного руху агентства.

Планета, ймовірно, була розміром з Юпітер, з орбітою навіть ближчою до своєї зірки, ніж орбіта Меркурія до нашого Сонця. Зірка перебуває на початку останньої фази свого життя – фази червоного гіганта, яка може тривати понад 100 000 років.

Коли зірка розширювалася, її зовнішня атмосфера зрештою оточувала планету. Відтягнення від атмосфери сповільнювало планету, звужуючи її орбіту і зрештою відправляючи її під видиму поверхню зірки, як метеор, що згорає в атмосфері Землі.

Передача енергії призвела до того, що зірка тимчасово збільшилася в розмірах і стала в кілька сотень разів яскравішою. Останні спостереження показують, що зірка повернулася до тих розмірів і яскравості, які були до злиття з планетою.

ZTF

Спалах оптичного світла (видимого людським оком) після загибелі планети виявили під час спостережень Zwicky Transient Facility (ZTF) під керівництвом Каліфорнійського технологічного інституту, інструменту, розташованого в обсерваторії Паломар у Південній Каліфорнії, який шукає космічні події, які змінюють яскравість. швидко, іноді за лічені години.

ZTF використовується зазвичай для пошуку подій, які називаються новими – коли мертва, зруйнована зірка (відома як білий карлик) поглинає гарячий газ з іншої сусідньої зірки. Нові завжди оточені потоками гарячого газу, але подальші спостереження за спалахом іншими наземними телескопами показали набагато холодніші газ і пил, що оточують зірку, тобто вона не була схожа на нову або щось інше, що Де коли-небудь бачив .

Тому вчені звернулися до обсерваторії NEOWISE, яка кожні шість місяців сканує все небо в інфрачервоному світлі (діапазон довжин хвиль, довший за видиме світло). Запущена в 2009 році і спочатку називалася WISE, обсерваторія створює карти всього неба, які дозволяють астрономам бачити, як об’єкти змінюються з часом.

Спалах зірки

Переглядаючи дані NEOWISE, Де побачив, що зірка засвітилася майже за рік до того, як ZTF помітив спалах. Таке освітлення свідчило про утворення навколо зірки пилу (який випромінює інфрачервоне світло).

Де та його колеги вважають, що пил вказує на те, що планета не загинула без бою і що вона відтягнула гарячий газ від поверхні пухкої зірки, коли вона оберталася до своєї загибелі. Коли газ дрейфував у космос, він охолонув і перетворився на пил, як водяна пара, яка перетворилася на сніг. Тоді ще більше газу було викинуто в космос під час зіткнення зірки та планети, створивши більше пилу, видимого як для наземних інфрачервоних обсерваторій, так і для NEOWISE.

«Дуже небагато речей у Всесвіті стають яскравішими в інфрачервоному світлі, а потім яскравішають в оптичному світлі в різний час. Тож той факт, що NEOWISE бачив яскравість зірки за рік до оптичного виверження, мав вирішальне значення для з’ясування, що це була за подія».

Що чекає на Сонце

Через п’ять мільярдів років, коли очікується, що наше Сонце стане червоним гігантом, поглинувши Меркурій, Венеру і, можливо, Землю, світлове шоу має бути набагато більш приглушеним, за словами Де, оскільки ці планети у багато разів менші за Юпітер.

«Якби я був спостерігачем, який дивився б на Сонячну систему через 5 мільярдів років, я міг би побачити, як Сонце трохи посвітлішає, але нічого такого драматичного, як це, навіть якщо діятиме та сама фізика».

Більшість зірок середнього розміру згодом стануть червоними гігантами, і теоретики вважають, що кілька з них щорічно поглинають сусідні планети в нашій галактиці. Нові спостереження дають астрономам шаблон для того, як мають виглядати ці події, відкриваючи можливість знайти більше.