Исследователи, использующие телескоп Gemini South в Чили, которым управляет NOIRLab NSF, наблюдали первое свидетельство того, как умирающая солнцеподобная звезда поглощает экзопланету. Признаки этого события были замечены в длинном и низкоэнергетическом выбросе звезды — контрольный признак планеты, скользящей по поверхности звезды. Этот невиданный ранее процесс может возвестить окончательную судьбу Земли, когда наше собственное Солнце приблизится к концу своей жизни примерно через пять миллиардов лет.
Изучая бесчисленное 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 старения. Это исследование подтверждает, что когда солнцеподобная звезда приближается к концу своей жизни, она расширяется в 100-1000 раз по сравнению с первоначальным размером, в конечном итоге поглощая внутренние планеты своей системы. По оценкам, такие события происходят всего несколько раз в год по всему Млечному Пути. Хотя прошлые наблюдения подтвердили последствия планетарных поглощений, астрономы до сих пор ни разу не застали их в действии.
С помощью устройства формирования изображения Gemini South Adaptive Optics Imager (GSAOI) на Gemini South астрономы наблюдали первое прямое свидетельство того, что умирающая звезда расширяется, чтобы поглотить одну из своих планет. Доказательства этого события были обнаружены в контрольной «долгой и низкоэнергетической» вспышке звезды в Млечном Пути примерно в 13 000 световых лет от Земли. Это событие, поглощение планеты набухшей звездой, вероятно, предвещает окончательную судьбу Меркурия, Венеры и Земли, когда наше Солнце начнет предсмертную агонию примерно через пять миллиардов лет.
«Эти наблюдения дают новый взгляд на поиск и изучение миллиардов звезд в нашем Млечном Пути, которые уже поглотили свои планеты», — говорит Райан Лау (Ryan Lau), астроном NOIRLab и соавтор этого исследования, опубликованного в журнале Nature.
На протяжении большей части своей жизни солнцеподобная звезда превращает водород в гелий в своем горячем плотном ядре, что позволяет звезде отталкиваться от сокрушительного веса ее внешних слоев. Когда водород в ядре заканчивается, звезда начинает превращать гелий в углерод, а синтез водорода мигрирует к внешним слоям звезды, заставляя их расширяться и превращая звезду, похожую на Солнце, в красного гиганта.
Однако такая трансформация — плохая новость для любых планет внутренней системы. Когда поверхность звезды в конце концов расширится и коснется одной из ее планет, их взаимодействие вызовет впечатляющий выброс энергии и вещества. Этот процесс также затормозит орбитальную скорость планеты, заставив ее погрузиться в звезду.
Первые намеки на это событие были обнаружены оптическими снимками, полученными в Zwicky Transient Facility. Архивная инфракрасная зона наблюдения, полученная с помощью широкоугольного инфракрасного обзора околоземных объектов NEOWISE (НАСА), который может заглядывать в запыленную среду в поисках вспышек и других переходных событий, затем подтвердила событие поглощения, названное ZTF SLRN-2020.
«Специальный повторный анализ нашей командой инфракрасных карт всего неба из NEOWISE иллюстрирует огромный потенциал открытий наборов данных архивных съемок», — сказал астроном Аарон Мейснер (Aaron Meisner), еще один соавтор статьи.
Отличить вспышку планетарного поглощения от других типов вспышек, таких как солнечные вспышки и выбросы корональной массы, сложно и требует наблюдений с высоким разрешением для точного определения местоположения вспышки и долгосрочных измерений ее яркости без загрязнение от ближайших звезд.
Gemini South предоставила эти важные данные благодаря своим возможностям адаптивной оптики.
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. Это огромное количество материала, которое выбрасывается в межзвездную среду из-за того, что звезда пожирает планету. На основе этого анализа команда подсчитала, что масса звезды-прародителя примерно в 0,8–1,5 раза больше массы нашего Солнца, а поглощенная планета 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 космоса.
Источник: Nature