I en første gang opdager astronomer en stjerne, der sluger en planet

I en første gang opdager astronomer en stjerne, der sluger en planet

Tidsstempel: 4. maj 2023 kl. 11
Kildeknude: 2634892
04. maj 2023 (Nanowerk nyheder) Når en stjerne løber tør for brændstof, vil den bølge ud til en million gange sin oprindelige størrelse og opsluge ethvert stof - og planeter - i dens kølvand. Forskere har observeret antydninger af stjerner lige før, og kort efter, handlingen med at forbruge hele planeter, men de har aldrig fanget en på fersk gerning før nu. I en undersøgelse, der vises i Natur ("En infrarød transient fra en stjerne, der opsluger en planet"), rapporterer forskere ved MIT, Harvard University, Caltech og andre steder, at de har observeret en stjerne, der sluger en planet, for første gang. en stjerne i færd med at opsluge sin planet For første gang har astronomer fanget en stjerne i færd med at opsluge sin planet, et møde, der vil udspille sig i vores eget solsystem om 5 milliarder år. Denne gengivelse viser gasgiganten, der møder sin død, da den spiralerede ind i sin moderstjerne. I sidste ende kastede planeten sig ind i stjernens kerne, hvilket fik stjernen til at udvide sig og lysere. Den aldrende stjerne, der er afbildet her, kaldet ZTF SLRN-2020, er omkring 10 milliarder år gammel. ZTF SLRN-2020 ligger 15,000 lysår væk i stjernebilledet Aquila. (Billede: K. Miller/R. Hurt (Caltech/IPAC)) Den planetariske undergang ser ud til at have fundet sted i vores egen galakse, omkring 12,000 lysår væk, nær det ørnelignende stjernebillede Aquila. Der opdagede astronomer et udbrud fra en stjerne, der blev mere end 100 gange lysere i løbet af blot 10 dage, før den hurtigt forsvandt. Mærkeligt nok blev dette hvidt-glødende blitz efterfulgt af et koldere, længerevarende signal. Denne kombination, forskerne udledte, kunne kun være blevet produceret af én begivenhed: en stjerne, der opsluger en nærliggende planet. "Vi så slutstadiet af slugning," siger hovedforfatter Kishalay De, en postdoc ved MIT's Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. Hvad med planeten, der gik til grunde? Forskerne vurderer, at det sandsynligvis var en varm verden på størrelse med Jupiter, der spirerede tæt på, derefter blev trukket ind i den døende stjernes atmosfære og til sidst ind i dens kerne. En lignende skæbne vil ramme Jorden, dog ikke om yderligere 5 milliarder år, når solen forventes at brænde ud og brænde solsystemets indre planeter op. "Vi ser Jordens fremtid," siger De. "Hvis en anden civilisation observerede os fra 10,000 lysår væk, mens solen opslugte Jorden, ville de pludselig se solen blive lysere, når den udstøder noget materiale, og derefter danne støv omkring den, før den faldt tilbage til, hvad den var." Studiets MIT-medforfattere inkluderer Deepto Chakrabarty, Anna-Christina Eilers, Erin Kara, Robert Simcoe, Richard Teague og Andrew Vanderburg sammen med kolleger fra Caltech, Harvard og Smithsonian Center for Astrophysics og flere andre institutioner.

[Indlejret indhold]

Holdet opdagede udbruddet i maj 2020. Men det tog endnu et år for astronomerne at sammensætte en forklaring på, hvad udbruddet kunne være. Det første signal dukkede op i en søgning efter data taget af Zwicky Transient Facility (ZTF), der blev kørt ved Caltechs Palomar Observatory i Californien. ZTF er en undersøgelse, der scanner himlen for stjerner, der hurtigt ændrer sig i lysstyrke, hvis mønster kunne være signaturer af supernovaer, gammastråleudbrud og andre stjernefænomener. De ledte gennem ZTF-data efter tegn på udbrud i stjernernes binære dele - systemer, hvor to stjerner kredser om hinanden, hvor den ene trækker massen fra den anden med jævne mellemrum og lyser kortvarigt som et resultat. "En nat bemærkede jeg en stjerne, der blev lysere med en faktor 100 i løbet af en uge, ud af ingenting," husker De. "Det var ulig noget stjerneudbrud, jeg havde set i mit liv." I håb om at finde kilden med flere data, kiggede De på observationer af den samme stjerne taget af Keck Observatory på Hawaii. Keck-teleskoperne tager spektroskopiske målinger af stjernelys, som videnskabsmænd kan bruge til at skelne en stjernes kemiske sammensætning. Men det, De fandt, forvirrede ham yderligere. Mens de fleste binære filer afgiver stjernemateriale som brint og helium, da den ene stjerne eroderer den anden, afgav den nye kilde ingen af ​​delene. I stedet var det, De så, tegn på "ejendommelige molekyler", der kun kan eksistere ved meget kolde temperaturer. "Disse molekyler ses kun i stjerner, der er meget kolde," siger De. "Og når en stjerne lyser, bliver den som regel varmere. Så lave temperaturer og lysende stjerner hænger ikke sammen."

“Et lykkeligt tilfælde”

Det var da klart, at signalet ikke var af en stjerne-binær. De besluttede at vente på, at flere svar dukkede op. Omkring et år efter hans første opdagelse analyserede han og hans kolleger observationer af den samme stjerne, denne gang taget med et infrarødt kamera ved Palomar Observatory. Inden for det infrarøde bånd kan astronomer se signaler fra koldere materiale, i modsætning til de hvidglødende, optiske emissioner, der opstår fra binære og andre ekstreme stjernebegivenheder. "De infrarøde data fik mig til at falde ned af stolen," siger De. "Kilden var sindssygt lys i det nær-infrarøde." Det så ud til, at stjernen efter dens første hedeture fortsatte med at smide koldere energi ud i løbet af det næste år. Det kolde materiale var sandsynligvis gas fra stjernen, der skød ud i rummet og kondenserede til støv, koldt nok til at blive opdaget ved infrarøde bølgelængder. Disse data antydede, at stjernen kunne smelte sammen med en anden stjerne i stedet for at blive lysere som følge af en supernovaeksplosion. Men da holdet analyserede dataene yderligere og parrede dem med målinger taget af NASAs infrarøde rumteleskop, NEOWISE, kom de til en meget mere spændende erkendelse. Ud fra de kompilerede data estimerede de den samlede mængde energi frigivet af stjernen siden dens første udbrud og fandt, at den var overraskende lille - omkring 1/1,000 størrelsen af ​​enhver stjernesammensmeltning, der er observeret i fortiden. "Det betyder, at alt, hvad der er smeltet sammen med stjernen, skal være 1,000 gange mindre end nogen anden stjerne, vi har set," siger De. "Og det er et lykkeligt tilfælde, at Jupiters masse er omkring 1/1,000 af solens masse. Det var da, vi indså: Dette var en planet, der styrtede ind i sin stjerne." Med brikkerne på plads var forskerne endelig i stand til at forklare det første udbrud. Det lyse, varme blink var sandsynligvis de sidste øjeblikke af en planet på størrelse med Jupiter, der blev trukket ind i en døende stjernes ballonatmosfære. Da planeten faldt ind i stjernens kerne, sprængte de ydre lag af stjernen væk og lagde sig ud som koldt støv i løbet af det næste år. "I årtier har vi været i stand til at se før og efter," siger De. ”Før, når planeterne stadig kredser meget tæt på deres stjerne, og efter, når en planet allerede er blevet opslugt, og stjernen er kæmpe. Det, vi manglede, var at fange stjernen på akten, hvor du har en planet, der gennemgår denne skæbne i realtid. Det er det, der gør denne opdagelse virkelig spændende.”

Tidsstempel:

Mere fra Nanoværk