Астрономы впервые увидели, как солцеподобная звезда поглотила свою планету
Возможный предварительный просмотр окончательной судьбы Земли
Изучая большое количество звезд на разных этапах их эволюции, астрономы смогли собрать воедино представление о жизненном цикле звезд и о том, как они взаимодействуют с окружающими их планетными системами по мере своего старения. Когда солнцеподобная звезда приближается к концу своей жизни, она расширяется от 100 до 1000 раз по сравнению с первоначальным размером, в конечном итоге поглощая внутренние планеты системы.
По оценкам, такие события происходят всего несколько раз в год во всем Млечном Пути. Хотя прошлые наблюдения подтвердили последствия планетарных поглощений, астрономы до сих пор ни разу не застали их в действии.
Теперь астрономы из Калифорнийского и Массачусетского технологическоих институтов наблюдали, как солнцеподобная звезда, известная как ZTF SLRN-2020, расположенная примерно в 13 000 световых лет от нас, поглотила газового гиганта размером с Юпитер в течение нескольких месяцев.
Первые подсказки к этой истории появились, когда астрономический обзор Zwicky Transient Facility (ZTF) заметил, что звезда стала более чем в 100 раз ярче за 10 дней, а затем снова погасла.
Первоначальное предположение заключалось в том, что это была новая звезда, взрыв, который происходит, когда белый карлик высасывает материал из звезды-компаньона. Но более тщательный осмотр с помощью обсерватории Кека исключил это.
«Я искал вспыхивающие звезды, называемые новыми», — сказал Кишалай Де, ведущий автор исследования. «Но данные Кека показали, что звезда не зажигала горячий газ, как ожидается для новых. Я не мог понять этого».
Поэтому ученые проверили архивные данные, собранных космическим телескопом NEOWISE, и обнаружили, что звезда становилась ярче в инфракрасном свете в течение девяти месяцев, прежде чем ZTF зафиксировал оптическое увеличение яркости. На самом деле инфракрасное свечение видно и сегодня, говорят ученые.
С помощью устройства формирования изображения Gemini South Adaptive Optics Imager (GSAOI) на телескопе Gemini South, исследователи составили наиболее вероятную картину события. Стареющая звезда начала расширяться, пока ее поверхность не достигла орбиты несчастливой планеты.
В конце концов она подошла так близко, что планета начала «снимать» горячий газ с поверхности звезды, в то время как планета также начала распадаться. Материал обоих объектов был выброшен в космос, где он превратился в пыль, создав инфракрасную сигнатуру, наблюдаемую NEOWISE. Этот опасный танец длился около девяти месяцев до неминуемого конца света для планеты.
Вспышка от поглощения длилась примерно 100 дней, и характеристики ее кривой блеска, а также выброшенный материал дали астрономам представление о массе звезды и ее поглощенной планеты.
Выброшенный материал состоял из примерно 33 земных масс водорода и примерно 0,33 земных масс пыли. На основе этого анализа ученые подсчитали, что масса звезды составляет примерно 0,8–1,5 массы Солнца, а масса поглощенной планеты в 1–10 раз больше массы Юпитера.
Теперь, когда признаки планетарного поглощения были впервые идентифицированы, астрономы улучшили показатели, которые они могут использовать для поиска подобных событий, происходящих в других местах Галактики.
Это будет особенно важно, когда в 2025 году на севере Чили заработает обсерватория имени Веры К. Рубин, с 8,4-метровым трех-зеркальным телескопом. Например, эффекты химического загрязнения остатка звезды, наблюдаемые в других местах, могут указывать на то, что произошло поглощение. Интерпретация этого события также свидетельствует о недостающем звене в нашем понимании эволюции и конечных судеб планетных систем, включая нашу собственную.
«Я думаю, что в этих результатах есть что-то довольно примечательное, что говорит о скоротечности нашего существования», — говорит Райан Лау, соавтор исследования. «После миллиардов лет жизни Солнечной системы наши собственные конечные этапы, вероятно, завершатся последней вспышкой, которая продлится всего несколько месяцев».
Событие поглощения планеты погибающей звездой, вероятно, предвещает окончательную судьбу Меркурия, Венеры и Земли, когда наше Солнце начнет предсмертную агонию примерно через пять миллиардов лет.