Астрономы обнаружили умирающую звезду, поглощающую планету – исследование
Умирающие звезды расширяются в миллион раз по сравнению с первоначальным размером, поглощая все, включая целые планеты, на своем пути. Ученым удавалось наблюдать за звездами до и после этого резкого расширения, но только в этом году им удалось поймать умирающую звезду в действии.
В статье, опубликованной в рецензируемом журнале Nature, подробно описан процесс планетарного поглощения и его наблюдение с помощью яркого долговременного инфракрасного излучения умирающей звезды.
“Мы наблюдали конечную стадию поглощения”, – говорит ведущий автор Кишалай Де, доктор Института астрофизики и космических исследований им. Кавли.
То, что ученые первоначально наблюдали, было вспышкой звезды, которая стала более чем в 100 раз ярче в течение 10 дней, после чего быстро погасла.
За этой обжигающей вспышкой последовал более холодный и продолжительный сигнал. Это привело исследователей к выводу, что они были свидетелями того, как звезда поглощала соседнюю планету. Согласно исследованию, планета, вероятно, была похожа по размеру и составу на Нептун или Юпитер нашей Солнечной системы.
“Мы видим будущее Земли”, – сказал Де. “Если бы какая-то другая цивилизация наблюдала за нами с расстояния в 10 000 световых лет, пока солнце поглощало Землю, они бы увидели, как солнце внезапно становится ярче, когда оно выбрасывает какой-то материал, а затем образует вокруг себя пыль, прежде чем вернуться к тому, чем оно было”.
Впервые это явление наблюдалось в мае 2020 года в данных, собранных Zwicky Transient Facility (ZTF) в Калифорнии. Его инфракрасное излучение шло по необычной схеме, что побудило к более глубокому исследованию. Копнув глубже, исследователи в ноябре 2020 года включили данные телескопа Keck-I на Гавайях, которые проводят спектроскопические измерения. Однако, новая информация только еще больше осложнила ситуацию.
“Эти молекулы видны только в очень холодных звездах”, – сказал Де. “А когда звезда становится ярче, она обычно становится горячее. Таким образом, низкие температуры и яркость звезд несовместимы”.
Весной 2021 года исследователи смогли просмотреть инфракрасные данные об этом явлении, полученные в Паломарской обсерватории в Сан-Диего, Калифорния. Цифры соответствовали взрыву красной новой звезды, но крайне низкие уровни светимости не были характерны для такого явления.
Наконец, команда смогла добавить данные с инфракрасного космического телескопа НАСА NEOWISE. Из недавно скомпилированного набора данных они смогли определить, что энергия, высвобожденная звездой с момента начала взрыва, была поразительно малой.
“Это означает, что все, что слилось со звездой, должно быть в 1000 раз меньше, чем любая другая звезда, которую мы видели”, – объясняет Де. “И это счастливое совпадение, что масса Юпитера составляет около 1/1000 массы Солнца. Именно тогда мы поняли: это была планета, врезавшаяся в свою звезду”.
К этому моменту ученые смогли собрать воедино все кусочки головоломки и объяснить явление. Первоначальная яркая горячая вспышка была вызвана втягиванием планеты в расширяющуюся атмосферу звезды. Последовавший за этим холод исходил от того, что внешние слои звезды срывались, когда планета въезжала в ее ядро.
“В течение десятилетий мы могли видеть до и после”, – говорят ученые. “До, когда планеты еще вращаются очень близко к своей звезде, и после, когда планета уже поглощена, а звезда становится гигантской. Чего нам не хватало, так это поймать звезду в действии и планета, переживающую этот процесс в режиме реального времени. Вот что делает это открытие действительно захватывающим”.