Астрономы впервые увидели, как звезда пожирает планету

Новое исследование показало, что астрономы, возможно, впервые стали свидетелями того, как солнцеподобная звезда пожирает планету, проливая свет на судьбу, которая постигнет Землю примерно через четыре миллиарда лет, когда наше умирающее солнце раздуется, чтобы поглотить наш мир.

Анализируя бесчисленное количество звезды на разных стадиях их эволюции астрономы обнаружили, что по мере наше солнце и звезды, подобные ей, ближе к концу своей жизни начинают истощать свой основной источник топлива, водород вблизи своих ядер. Это приводит к тому, что их ядра сжимаются, а их внешние оболочки расширяются и охлаждаются. Во время этого “красный гигант“, эти звезды могут раздуваться где-то в 100-1000 раз больше своего первоначального диаметра, поглощая планеты, находящиеся на близкой орбите.

«Мы знаем, что это должно происходить со всеми планетами, которые вращаются на расстоянии меньшем, чем Земляно было сочтено чрезвычайно сложным предоставить экспериментальные доказательства этого», — сказал Space.com ведущий автор исследования Кишалай Де, астрофизик из Массачусетского технологического института.

На протяжении десятилетий ученые обнаруживали свидетельства наличия звезд непосредственно перед и вскоре после акта взрыва. поглощающие планеты. Однако до сих пор исследователям не удавалось поймать звезду на месте преступления, пояснил Де.

«Честно говоря, одним из самых больших сюрпризов для меня было то, что мы нашли его в первую очередь», — сказал Де в электронном письме. «Планетарное поглощение было фундаментальным предсказанием в нашем понимании звезд и планет, но их частота была очень неопределенной. Поэтому обнаружение потенциально редкого события в первый раз всегда интересно».

В новом исследовании Де и его коллеги совершили прорыв после изучения вспышки радиации, получившей название ZTF SLRN-2020, которая произошла в 2020 году в Млечный Путьдиск находится примерно в 12 000 световых лет от нас, недалеко от созвездия Орла. Во время мероприятия звезда за неделю стала ярче в 100 раз.

«Работа началась еще в 2020 году, когда я на самом деле не искал такого рода мероприятия», — сказал Де. «Я искал гораздо более распространенный тип вспышек, называемый новыми». Новости звездные взрывы, которые могут произойти, когда красный гигант выливает топливо на спутника белый Гном звезда.

Первоначальное открытие было сделано путем анализа данных, собранных Zwicky Transient Facility, работающей в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института. Zwicky Transient Facility сканирует небо в поисках звезд, которые быстро меняют яркость, что может быть связано с такими событиями, как новые звезды.

Чтобы узнать больше о ZTF SLRN-2020, Де проанализировал спектр света от яркой вспышки. «Именно тогда я был удивлен, увидев, что в отличие от новой звезды, вокруг которой есть горячий газ, этот источник был в основном окружен холодным газом», — сказал он.

Де объяснил, что холодный газ от таких вспышек часто возникает в результате слияния звезд. Когда он продолжил изучение данных той же звезды, собранных Обсерватория Кека на Гавайях он также обнаружил молекулы, которые могут существовать только при очень низких температурах.

Холодный газ может со временем конденсироваться и образовывать пыль. Примерно через год после первоначального открытия Де и его коллеги проанализировали данные той же звезды, на этот раз собранные с помощью инфракрасной камеры в Паломарской обсерватории. Инфракрасные данные могут давать сигналы более холодного материала, в отличие от ярких сигналов видимого света, которые часто исходят от новых звезд и других мощных явлений.

Ученые обнаружили, что краткая вспышка видимого света от звезды сопровождалась необычайно яркими световыми сигналами в ближнем инфракрасном диапазоне, которые медленно исчезали в течение шести месяцев. Это подтвердило подозрения Де, «что этот источник действительно образовал много пыли», сказал он.

Последняя часть головоломки возникла, когда исследователи изучили данные, собранные космическим инфракрасным телескопом НАСА. НЕОВИЗ. Это говорит о том, что общее количество энергии, высвобожденной звездой с момента ее первоначального взрыва, было на удивление малым — примерно в тысячную величину любого звездного слияния, наблюдавшегося в прошлом.

«Это означает, что все, что слилось со звездой, должно быть в 1000 раз меньше, чем любая другая звезда, которую мы видели», — сказал Де. заявление. “И это счастливое совпадение, что масса Юпитер составляет примерно одну тысячную массы Солнца. Именно тогда мы поняли: это была планета, врезавшаяся в свою звезду».

Основываясь на характере вспышки, астрономы оценили выброс водорода примерно в 33 раза больше, чем масса Земли, а также около 0,33 земной массы пыли. Исходя из этого, они предполагают, что масса звезды-прародителя была примерно в 0,8-1,5 раза больше массы нашего Солнца, а поглощенная планета была примерно в 1-10 раз больше массы Юпитера.

Ожидается, что Земля постигнет аналогичная участь, когда Солнце станет красным гигантом примерно через 5 миллиардов лет.

«Если бы я сидел на планете в 10 000 световых лет от нас, я бы увидел похожую вспышку света от Солнечная система — немного приглушенный по сравнению с этим, потому что Земля намного менее массивна, чем планета, подобная Юпитеру, который, как мы полагаем, был причастен к этому событию, — что ставит значение этого открытия в человеческую перспективу», — сказал Де.

Это открытие вызывает много вопросов. «Пережила ли планета погружение или она аннигилировала в звездном материале во время погружения?» — сказал Де. «Вступила ли планета в контакт со звездной поверхностью из-за естественного расширения звезды, или что-то дало ей очень легкий толчок, чтобы приблизиться к звезде? Все эти вопросы станут ясными, когда мы получим больше данных об этом. объект и найти больше событий в будущем».

Теперь, когда ученые знают, как, вероятно, выглядит планетарное поглощение, «мы можем искать подобные события в будущем, тем более что инфракрасные исследования станут все более распространенными в следующем десятилетии», — сказал Де. «Мы также можем вернуться в эту систему и посмотреть, как выглядит звезда. Была ли она загрязнена планетой? Была ли она раскручена из-за энергетического извержения? понять, как сами планеты влияют на свои звезды-хозяева».

Ученые подробно их выводы онлайн сегодня (3 мая) в журнале Nature.

Copyright 2023 Space.com, Будущая компания. Все права защищены. Этот материал нельзя публиковать, транслировать, переписывать или распространять.