I en første gang oppdager astronomer en stjerne som svelger en planet

I en første gang oppdager astronomer en stjerne som svelger en planet

Tidsstempel: 4. mai 2023 11:48
Kilde node: 2634892
04. mai 2023 (Nanowerk Nyheter) Når en stjerne går tom for drivstoff, vil den bølge ut til en million ganger sin opprinnelige størrelse, og oppsluke enhver materie – og planeter – i kjølvannet. Forskere har observert hint av stjerner like før, og kort tid etter, handlingen med å konsumere hele planeter, men de har aldri tatt en på fersk gjerning før nå. I en studie som vises i Natur ("En infrarød transient fra en stjerne som oppsluker en planet"), rapporterer forskere ved MIT, Harvard University, Caltech og andre steder at de har observert en stjerne som svelger en planet, for første gang. en stjerne i ferd med å oppsluke planeten sin For første gang har astronomer fanget en stjerne i ferd med å oppsluke planeten sin, et møte som vil utspille seg i vårt eget solsystem om 5 milliarder år. Denne gjengivelsen viser gassgiganten i møte med sin død mens den spiral inn i sin overordnede stjerne. Til slutt stupte planeten inn i kjernen av stjernen, noe som utløste stjernen til å utvide seg og lysere. Den aldrende stjernen som er avbildet her, kalt ZTF SLRN-2020, er omtrent 10 milliarder år gammel. ZTF SLRN-2020 ligger 15,000 12,000 lysår unna i stjernebildet Aquila. (Bilde: K. Miller/R. Hurt (Caltech/IPAC)) Den planetariske døden ser ut til å ha funnet sted i vår egen galakse, rundt 100 10 lysår unna, nær det ørnelignende stjernebildet Aquila. Der oppdaget astronomer et utbrudd fra en stjerne som ble mer enn 5 ganger lysere i løpet av bare 10,000 dager, før de raskt bleknet bort. Merkelig nok ble denne hvite blitsen fulgt av et kaldere, lengre varig signal. Denne kombinasjonen, forskerne utledet, kunne bare ha blitt produsert av én hendelse: en stjerne som oppsluker en nærliggende planet. "Vi så sluttstadiet av svelgingen," sier hovedforfatter Kishalay De, en postdoktor ved MITs Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. Hva med planeten som gikk til grunne? Forskerne anslår at det sannsynligvis var en varm verden på størrelse med Jupiter som spiralte nærme seg, deretter ble trukket inn i den døende stjernens atmosfære og til slutt inn i dens kjerne. En lignende skjebne vil ramme Jorden, men ikke før om ytterligere XNUMX milliarder år, når solen forventes å brenne ut, og brenne opp solsystemets indre planeter. "Vi ser jordens fremtid," sier De. "Hvis en annen sivilisasjon observerte oss fra XNUMX XNUMX lysår unna mens solen oppslukte jorden, ville de se solen plutselig lysne opp når den støter ut noe materiale, for så å danne støv rundt den før den satte seg tilbake til hva den var." Studiens 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 institusjoner.

[Innebygd innhold]

Teamet oppdaget utbruddet i mai 2020. Men det tok enda et år før astronomene fikk sammen en forklaring på hva utbruddet kunne være. Det første signalet dukket opp i et søk etter data tatt av Zwicky Transient Facility (ZTF), drevet ved Caltechs Palomar Observatory i California. ZTF er en undersøkelse som skanner himmelen etter stjerner som raskt endrer seg i lysstyrke, og mønsteret kan være signaturer av supernovaer, gammastråleutbrudd og andre stjernefenomener. De så gjennom ZTF-data etter tegn på utbrudd i stjerners binærer - systemer der to stjerner går i bane rundt hverandre, hvor den ene trekker massen fra den andre av og til og lyser kort som et resultat. "En natt la jeg merke til en stjerne som ble lysere med en faktor på 100 i løpet av en uke, fra ingensteds," husker De. "Det var ulikt noe stjerneutbrudd jeg hadde sett i livet mitt." I håp om å finne kilden med flere data, så De til observasjoner av den samme stjernen tatt av Keck-observatoriet på Hawaii. Keck-teleskopene tar spektroskopiske målinger av stjernelys, som forskere kan bruke til å skjelne en stjernes kjemiske sammensetning. Men det De fant forvirret ham ytterligere. Mens de fleste binærfiler avgir stjernemateriale som hydrogen og helium når den ene stjernen eroderer den andre, ga den nye kilden ingen av dem. I stedet var det De så tegn på "særeige molekyler" som bare kan eksistere ved veldig kalde temperaturer. "Disse molekylene sees bare i stjerner som er veldig kalde," sier De. "Og når en stjerne lyser, blir den vanligvis varmere. Så lave temperaturer og lysende stjerner går ikke sammen.»

“En lykkelig tilfeldighet”

Det var da klart at signalet ikke var av en stjernebinær. De bestemte seg for å vente på at flere svar skulle dukke opp. Omtrent et år etter hans første oppdagelse analyserte han og kollegene observasjoner av den samme stjernen, denne gangen tatt med et infrarødt kamera ved Palomar-observatoriet. Innenfor det infrarøde båndet kan astronomer se signaler fra kaldere materiale, i motsetning til de hvitglødende, optiske utslippene som oppstår fra binærfiler og andre ekstreme stjernehendelser. "De infrarøde dataene fikk meg til å falle av stolen," sier De. "Kilden var sinnsykt lys i det nær-infrarøde." Det så ut til at stjernen etter den første hetetokten fortsatte å kaste ut kaldere energi i løpet av det neste året. Det iskalde materialet var sannsynligvis gass fra stjernen som skjøt ut i verdensrommet og kondensert til støv, kaldt nok til å bli oppdaget ved infrarøde bølgelengder. Disse dataene antydet at stjernen kunne smelte sammen med en annen stjerne i stedet for å bli lysere som et resultat av en supernovaeksplosjon. Men da teamet analyserte dataene videre og paret dem med målinger tatt av NASAs infrarøde romteleskop, NEOWISE, kom de til en mye mer spennende erkjennelse. Fra de kompilerte dataene estimerte de den totale energimengden som ble frigjort av stjernen siden dens første utbrudd, og fant ut at den var overraskende liten - omtrent 1/1,000 størrelsen på en hvilken som helst stjernesammenslåing observert i fortiden. "Det betyr at alt som smelter sammen med stjernen må være 1,000 ganger mindre enn noen annen stjerne vi har sett," sier De. «Og det er en lykkelig tilfeldighet at massen til Jupiter er omtrent 1/1,000 av solens masse. Det var da vi skjønte: Dette var en planet som krasjet inn i stjernen sin.» Med brikkene på plass, klarte forskerne endelig å forklare det første utbruddet. Den lyse, hete blinken var sannsynligvis de siste øyeblikkene da en planet på størrelse med Jupiter ble trukket inn i en døende stjernes ballongatmosfære. Da planeten falt inn i stjernens kjerne, sprengte de ytre lagene av stjernen bort og la seg ut som kaldt støv i løpet av det neste året. "I flere tiår har vi vært i stand til å se før og etter," sier De. "Før, når planetene fortsatt kretser veldig nær stjernen deres, og etter, når en planet allerede er oppslukt, og stjernen er gigantisk. Det vi manglet var å fange stjernen på gang, der du har en planet som gjennomgår denne skjebnen i sanntid. Det er det som gjør denne oppdagelsen virkelig spennende.»

Tidstempel:

Mer fra Nanowerk