Najpierw astronomowie zauważają gwiazdę połykającą planetę

Najpierw astronomowie zauważają gwiazdę połykającą planetę

Znacznik czasu: 4 maja 2023 r. 11:48
Węzeł źródłowy: 2634892
04 maja 2023 r. (Wiadomości Nanowerk) Gdy gwieździe zabraknie paliwa, rozdęje się do miliona razy w stosunku do pierwotnego rozmiaru, pochłaniając każdą materię — i planety — po swojej drodze. Naukowcy zaobserwowali ślady gwiazd tuż przed i wkrótce po akcie pochłonięcia całych planet, ale do tej pory nigdy nie złapali żadnej z nich. W badaniu, które ukazało się w Natura („Transjent w podczerwieni z gwiazdy pochłaniającej planetę”), naukowcy z MIT, Harvard University, Caltech i innych ośrodków donoszą, że po raz pierwszy zaobserwowali gwiazdę połykającą planetę. gwiazda w akcie pochłaniania swojej planety Po raz pierwszy astronomowie uchwycili gwiazdę w akcie pochłaniania swojej planety, spotkanie, które rozegra się w naszym Układzie Słonecznym za 5 miliardów lat. To renderowanie pokazuje, jak gazowy olbrzym zbliża się do końca, gdy wpada po spirali w swoją gwiazdę macierzystą. Ostatecznie planeta zanurzyła się w jądro gwiazdy, co spowodowało, że gwiazda rozszerzyła się i pojaśniała. Pokazana tutaj starzejąca się gwiazda, zwana ZTF SLRN-2020, ma około 10 miliardów lat. ZTF SLRN-2020 leży 15,000 12,000 lat świetlnych stąd, w gwiazdozbiorze Orła. (Zdj.: K. Miller/R. Hurt (Caltech/IPAC)) Wydaje się, że planetarny upadek miał miejsce w naszej własnej galaktyce, oddalonej o jakieś 100 10 lat świetlnych, w pobliżu konstelacji orła Orła. Tam astronomowie zauważyli wybuch gwiazdy, która stała się ponad 5 razy jaśniejsza w ciągu zaledwie 10,000 dni, po czym szybko zniknęła. Co ciekawe, po tym rozpalonym do białości błysku nastąpił zimniejszy, trwalszy sygnał. Ta kombinacja, jak wywnioskowali naukowcy, mogła powstać tylko w wyniku jednego zdarzenia: gwiazdy pochłaniającej pobliską planetę. „Byliśmy świadkami końcowego etapu połykania” – mówi główny autor Kishalay De, doktor habilitowany w Kavli Institute for Astrophysics and Space Research na MIT. Co z planetą, która zginęła? Naukowcy szacują, że był to prawdopodobnie gorący świat wielkości Jowisza, który zbliżył się spiralnie, a następnie został wciągnięty w atmosferę umierającej gwiazdy, a ostatecznie do jej jądra. Podobny los spotka Ziemię, ale dopiero za XNUMX miliardów lat, kiedy to Słońce ma się wypalić i spalić wewnętrzne planety Układu Słonecznego. „Widzimy przyszłość Ziemi” — mówi De. „Gdyby jakaś inna cywilizacja obserwowała nas z odległości XNUMX XNUMX lat świetlnych, gdy słońce pochłaniało Ziemię, zobaczyłaby, jak słońce nagle się rozjaśnia, gdy wyrzuca pewną materię, a następnie tworzy wokół siebie pył, zanim wróci do tego, czym było”. Współautorami badania z MIT są Deepto Chakrabarty, Anna-Christina Eilers, Erin Kara, Robert Simcoe, Richard Teague i Andrew Vanderburg, wraz z kolegami z Caltech, Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics i wielu innych instytucji.

[Osadzone treści]

Zespół odkrył wybuch w maju 2020 r. Jednak astronomom zajęło kolejny rok wyjaśnienie, czym mógł być ten wybuch. Początkowy sygnał pojawił się podczas wyszukiwania danych zebranych przez Zwicky Transient Facility (ZTF), prowadzony w Obserwatorium Palomar w Caltech w Kalifornii. ZTF to przegląd, który skanuje niebo w poszukiwaniu gwiazd, które szybko zmieniają jasność, których wzorem mogą być sygnatury supernowych, rozbłysków promieniowania gamma i innych zjawisk gwiezdnych. De przeglądał dane ZTF w poszukiwaniu oznak erupcji w gwiezdnych układach podwójnych – układach, w których dwie gwiazdy krążą wokół siebie, przy czym jedna odciąga masę od drugiej co jakiś czas iw rezultacie na krótko się rozjaśnia. „Pewnej nocy zauważyłem gwiazdę, która w ciągu tygodnia pojaśniała 100-krotnie, nie wiadomo skąd” — wspomina De. „To nie przypominało żadnego gwiezdnego wybuchu, jaki widziałem w życiu”. Mając nadzieję na znalezienie źródła większej ilości danych, De spojrzał na obserwacje tej samej gwiazdy wykonane przez Keck Observatory na Hawajach. Teleskopy Kecka wykonują pomiary spektroskopowe światła gwiazd, które naukowcy mogą wykorzystać do rozpoznania składu chemicznego gwiazdy. Ale to, co znalazł De, jeszcze bardziej go oszołomiło. Podczas gdy większość układów podwójnych wydziela materię gwiezdną, taką jak wodór i hel, gdy jedna gwiazda eroduje drugą, nowe źródło nie wydziela żadnego. Zamiast tego De zobaczył oznaki „osobliwych cząsteczek”, które mogą istnieć tylko w bardzo niskich temperaturach. „Te cząsteczki są widoczne tylko w bardzo zimnych gwiazdach” – mówi De. „A kiedy gwiazda się rozjaśnia, zwykle staje się gorętsza. Tak więc niskie temperatury i jaśniejsze gwiazdy nie idą w parze”.

„Szczęśliwy zbieg okoliczności”

Było wtedy jasne, że sygnał nie był gwiezdnym układem podwójnym. De postanowił poczekać, aż pojawi się więcej odpowiedzi. Około rok po swoim pierwszym odkryciu, on i jego koledzy przeanalizowali obserwacje tej samej gwiazdy, tym razem wykonane kamerą na podczerwień w Obserwatorium Palomar. W paśmie podczerwieni astronomowie mogą zobaczyć sygnały zimniejszej materii, w przeciwieństwie do rozpalonych do białości optycznych emisji, które powstają w układach podwójnych i innych ekstremalnych zdarzeniach gwiezdnych. „Te dane w podczerwieni sprawiły, że spadłem z krzesła” — mówi De. „Źródło było niesamowicie jasne w bliskiej podczerwieni”. Wyglądało na to, że po początkowym rozbłysku gorąca gwiazda nadal emitowała zimniejszą energię przez następny rok. Ten lodowaty materiał był prawdopodobnie gazem z gwiazdy, która wystrzeliła w kosmos i skondensowała się w pył, wystarczająco zimny, aby można go było wykryć w podczerwieni. Dane te sugerują, że gwiazda może łączyć się z inną gwiazdą, zamiast rozjaśniać się w wyniku wybuchu supernowej. Ale kiedy zespół dalej przeanalizował dane i połączył je z pomiarami wykonanymi przez kosmiczny teleskop na podczerwień NASA, NEOWISE, doszedł do znacznie bardziej ekscytującego wniosku. Na podstawie zebranych danych oszacowali całkowitą ilość energii uwolnionej przez gwiazdę od jej początkowego wybuchu i stwierdzili, że jest ona zaskakująco mała – około 1/1,000 magnitudo dowolnego łączenia się gwiazd obserwowanego w przeszłości. „Oznacza to, że cokolwiek połączyło się z gwiazdą, musi być 1,000 razy mniejsze niż jakakolwiek inna obserwowana przez nas gwiazda” — mówi De. „I to szczęśliwy zbieg okoliczności, że masa Jowisza wynosi około 1/1,000 masy Słońca. Wtedy zdaliśmy sobie sprawę: to była planeta, która zderzyła się ze swoją gwiazdą”. Mając kawałki na miejscu, naukowcy byli w końcu w stanie wyjaśnić początkowy wybuch. Jasny, gorący błysk był prawdopodobnie ostatnimi chwilami wciągania planety wielkości Jowisza w balonową atmosferę umierającej gwiazdy. Gdy planeta wpadła do jądra gwiazdy, zewnętrzne warstwy gwiazdy oderwały się od niej, osadzając się w postaci zimnego pyłu przez następny rok. „Przez dziesięciolecia mogliśmy zobaczyć, co było przed i po” — mówi De. „Przed, kiedy planety nadal krążą bardzo blisko swojej gwiazdy, i później, kiedy planeta została już pochłonięta, a gwiazda jest gigantyczna. To, czego nam brakowało, to złapanie gwiazdy na gorącym uczynku, gdzie masz planetę przechodzącą ten los w czasie rzeczywistym. To właśnie sprawia, że ​​to odkrycie jest naprawdę ekscytujące”.

Znak czasu:

Więcej z Nanowerk