Уперше астрономи бачать зірку, яка поглинає планету

Уперше астрономи бачать зірку, яка поглинає планету

Мітка часу: 4 травня 2023 11:48
Вихідний вузол: 2634892
04 травня 2023 (Новини Nanowerk) Коли у зірки закінчується паливо, вона вибухне в мільйон разів більше свого початкового розміру, поглинаючи будь-яку матерію — і планети — у своєму кільватері. Вчені спостерігали натяки на зірки безпосередньо перед і незабаром після акту поглинання цілих планет, але вони ніколи не ловили жодної на цьому місці. У дослідженні, опублікованому в природа («Інфрачервоний транзиент від зірки, що поглинає планету»), вчені з Массачусетського технологічного інституту, Гарвардського університету, Каліфорнійського технологічного інституту та інших країн повідомляють, що вони вперше спостерігали, як зірка поглинає планету. зірка в акті поглинання своєї планети Вперше астрономи спіймали зірку під час поглинання її планети, зіткнення, яке відбудеться в нашій власній Сонячній системі через 5 мільярдів років. Ця візуалізація показує, що газовий гігант зустрічає свою смерть, коли він обертається у свою материнську зірку. Зрештою планета занурилася в ядро ​​зірки, що спричинило її розширення та яскравість. Зображена тут старіюча зірка під назвою ZTF SLRN-2020 має приблизно 10 мільярдів років. ZTF SLRN-2020 знаходиться на відстані 15,000 12,000 світлових років від нас у сузір’ї Орла. (Зображення: K. Miller/R. Hurt (Caltech/IPAC)) Схоже, що загибель планети відбулася в нашій власній галактиці, приблизно за 100 10 світлових років від нас, поблизу орлиного сузір’я Орла. Там астрономи помітили спалах зірки, яка стала більш ніж у 5 разів яскравішою лише за 10,000 днів, а потім швидко згасла. Цікаво, що цей розпечений спалах супроводжувався холоднішим і тривалішим сигналом. Ця комбінація, як прийшли вчені, могла бути спричинена лише однією подією: зірка поглинула сусідню планету. «Ми спостерігали кінцеву стадію ковтання», — каже провідний автор Кішалай Де, постдоктор Інституту астрофізики та космічних досліджень Кавлі Массачусетського технологічного інституту. Що з планетою, яка загинула? За оцінками вчених, це був, ймовірно, гарячий світ розміром з Юпітер, який наблизився по спіралі, потім був втягнутий в атмосферу вмираючої зірки і, нарешті, в її ядро. Подібна доля спіткає Землю, але не через наступні XNUMX мільярдів років, коли очікується, що Сонце згорить і спалить внутрішні планети Сонячної системи. «Ми бачимо майбутнє Землі», — каже Де. «Якби якась інша цивілізація спостерігала за нами з відстані XNUMX XNUMX світлових років, поки сонце поглинало Землю, вони побачили б, як сонце раптово стає яскравішим, коли воно викидає якийсь матеріал, а потім утворює пил навколо нього, перш ніж знову осісти до того, яким воно було». Серед співавторів дослідження з Массачусетського технологічного інституту – Діпто Чакрабарті, Анна-Крістіна Ейлерс, Ерін Кара, Роберт Сімко, Річард Тіг та Ендрю Вандербург, а також колеги з Каліфорнійського технологічного інституту, Гарвардського та Смітсонівського центру астрофізики та багатьох інших установ.

[Вбудоване вміст]

Команда виявила спалах у травні 2020 року. Але астрономам знадобився ще рік, щоб пояснити, чим міг бути спалах. Початковий сигнал був виявлений під час пошуку даних, отриманих за допомогою Zwicky Transient Facility (ZTF), що працює в Паломарській обсерваторії Каліфорнійського технологічного інституту в Каліфорнії. ZTF — це дослідження, яке сканує небо на предмет зірок, яскравість яких швидко змінюється, картини яких можуть бути ознаками наднових, гамма-спалахів та інших зоряних явищ. Де шукав у даних ZTF ознаки вивержень у подвійних зоряних системах — системах, у яких дві зірки обертаються одна проти одної, причому одна час від часу відтягує масу від іншої й у результаті ненадовго освітлюється. «Одного разу вночі я помітив зірку, яка яскравішала в 100 разів протягом тижня, нізвідки», — згадує Де. «Це не було схоже ні на один зірковий спалах, який я бачив у своєму житті». Сподіваючись отримати більше даних про джерело, Де звернувся до спостережень тієї самої зірки, зроблених обсерваторією Кека на Гаваях. Телескопи Кека проводять спектроскопічні вимірювання світла зірок, за допомогою яких вчені можуть визначити хімічний склад зірки. Але те, що виявив Де, ще більше збентежило його. Хоча більшість подвійних систем виділяють зоряний матеріал, такий як водень і гелій, коли одна зірка руйнує іншу, нове джерело не виділяє жодного. Натомість Де побачив ознаки «особливих молекул», які можуть існувати лише при дуже низьких температурах. «Ці молекули можна побачити лише в дуже холодних зірках», — каже Де. «І коли зірка світить, вона зазвичай стає гарячішою. Отже, низькі температури та яскраві зірки не йдуть разом».

«Щасливий збіг обставин»

Тоді стало ясно, що сигнал не є подвійною зоряною системою. Де вирішив почекати, поки з’являться додаткові відповіді. Приблизно через рік після першого відкриття він і його колеги проаналізували спостереження тієї ж зірки, цього разу зроблені за допомогою інфрачервоної камери в обсерваторії Паломар. В інфрачервоному діапазоні астрономи можуть бачити сигнали більш холодного матеріалу, на відміну від розпеченого оптичного випромінювання, яке виникає від подвійних систем та інших екстремальних зоряних подій. «Ці інфрачервоні дані змусили мене впасти зі стільця», — каже Де. «Джерело було шалено яскравим у ближньому інфрачервоному діапазоні». Здавалося, що після першого гарячого спалаху зірка продовжувала викидати більш холодну енергію протягом наступного року. Цей холодний матеріал, ймовірно, був газом із зірки, який вилетів у космос і сконденсувався в пил, достатньо холодний, щоб його можна було виявити в інфрачервоному діапазоні. Ці дані свідчать про те, що зірка могла зливатися з іншою зіркою, а не освітлюватися в результаті вибуху наднової. Але коли команда додатково проаналізувала дані та поєднала їх із вимірюваннями, зробленими інфрачервоним космічним телескопом NASA NEOWISE, вони прийшли до набагато більш захоплюючого усвідомлення. На основі зібраних даних вони оцінили загальну кількість енергії, вивільненої зіркою з моменту її першого спалаху, і виявили, що вона напрочуд мала — приблизно на 1/1,000 величини будь-якого злиття зірок, яке спостерігалося в минулому. «Це означає, що все, що злилося із зіркою, повинно бути в 1,000 разів менше, ніж будь-яка інша зірка, яку ми бачили», — каже Де. «І це щасливий збіг обставин, що маса Юпітера становить приблизно 1/1,000 маси Сонця. Тоді ми зрозуміли: це була планета, яка врізалася у свою зірку». Розмістивши шматочки, вчені нарешті змогли пояснити початковий спалах. Яскравий, гарячий спалах, ймовірно, був останнім моментом, коли планету розміром з Юпітер втягнули в атмосферу вмираючої зірки. Коли планета впала в ядро ​​зірки, зовнішні шари зірки вилетіли, осідаючи у вигляді холодного пилу протягом наступного року. «Протягом десятиліть ми могли бачити до і після», — каже Де. «Раніше, коли планети все ще обертаються дуже близько до своєї зірки, і після, коли планета вже поглинена, а зірка гігантська. Чого нам не вистачало, так це спіймати зірку в дії, де у вас є планета, яка зазнає такої долі в реальному часі. Ось що робить це відкриття справді захоплюючим».

Часова мітка:

Більше від Нановерк