Астрономи помітили вмираючу зірку, яка поглинула велику планету, відкриття, яке заповнює «відсутню ланку» в розумінні долі Землі та багатьох інших планет.
Астрономи стали свідками того, як зірка поглинула планету, пропонуючи перше безпосереднє уявлення про складний процес, званий поглинанням планет , який, швидше за все, чекає на Землю в далекому майбутньому.
Вчені випадково помітили газову планету — схожу на Юпітер, але, можливо, більшу — коли її поглинула старіюча сонцеподібна зірка приблизно за 12 000 світлових років від Землі. У минулому були помічені спокусливі натяки на події поглинання, але досі ніхто ніколи не ловив зірку за поглинанням планети.
Це відкриття «забезпечує відсутню ланку в нашому розумінні еволюції та остаточних доль планетних систем», включаючи ту, яку ми населяємо, пишуть астрономи у своєму дослідженні, яке було опубліковано в середу в журналі Nature.
«Це остаточна доля Землі», — сказав Кішалай Де, співробітник NASA Ейнштейна в Массачусетському технологічному інституті та один з авторів дослідження. «Ми дійсно бачимо, у що Земля зіткнеться через п’ять мільярдів років».
Життєві цикли зірок пов’язані з їхньою масою. Маленькі зірки, як червоні карлики, можуть сяяти трильйони років, тоді як наймасивніші зірки вибухають лише через кілька мільйонів років після свого народження. Коли такі зірки, як Сонце, починають вмирати через мільярди років, вони перетворюються на клас червоних гігантів, які збільшуються в сотні разів, поглинаючи все, що знаходиться в межах їх просування.
Ознаки поглинання всіяні по всьому Чумацькому Шляху. Світло деяких зірок забруднене хімічними ознаками планет, що свідчить про те, що цілі світи перетравлюються на наших очах. Вчені також помітили сотні планет з малими орбітами, які в майбутньому приречені потрапити в радіус червоних гігантів.
Але хоча зірки явно поглинають випадкові планети, зафіксувати цей момент складно, тому що світло, викликане цими подіями, слабке та ефемерне. Насправді, у травні 2020 року доктор Де використовував камеру Zwicky Transient Facility на телескопі в Паломарській обсерваторії в Каліфорнії, щоб шукати щось зовсім інше — злиття зірок, які називаються червоними новими. Саме під час цих спостережень він натрапив на дивний спалах видимого світла.
Те, що розгорталося, було схоже на «детективну історію», сказав доктор Де. Щоб ідентифікувати вибух, його команда отримала дані спостережень джерела у видимому світлі, зафіксовані в листопаді 2020 року обсерваторією WM Keck на Гаваях. На цих зображеннях видно, як зірка охолоджується при температурі приблизно 5000 градусів за Фаренгейтом, що приблизно в 10 разів нижче температури спалювання, очікуваної від червоних нових.
Здивований, доктор Де та його колеги знову спостерігали за зіркою, цього разу в інфрачервоному світлі, використовуючи іншу камеру в обсерваторії Паломар і космічний телескоп NASA NEOWISE. Система виявилася чудовою в інфрачервоному діапазоні, смузі світлового спектру, яка ідеально підходить для виявлення слабких об’єктів, які не випромінюють багато енергії. Дослідники дійшли висновку, що вони, швидше за все, спостерігали, як зірка поглинає планету в реальному часі.
«Моєю першою реакцією було недовір’я», — сказав доктор Де. «Ми бачимо до і після» поглинання планет, додав він, але «ці спостереження дають нам перший погляд на те, як відбувається цей процес».
Початковий спалах, виявлений обсерваторією Цвікі, який тривав 10 днів, стався в той момент, коли вмираюча зірка нарешті повністю огорнула газову планету, маса якої не більше ніж у 10 разів перевищує масу Юпітера. Понад рік до своєї яскравої загибелі планета обходила околиці зірки, знімаючи шматки її атмосфери, що пояснює, чому дослідники побачили прохолодний газ і пил, що висять навколо системи. Після спалаху зірка моторошно світилася близько шести місяців, поглинаючи залишки планети.
Лоренцо Спіна, астрофізик з Падуанської астрономічної обсерваторії в Італії, який вивчає планетарне поглинання, назвав висновки команди «дуже переконливими» і описав відкриття як «новаторське».
«Це дуже важлива частина всієї історії», — сказав доктор Спіна. «Тепер ми маємо більш повне розуміння всього цього процесу».
Такі неймовірні події можуть пролити світло на безліч пікантних таємниць, у тому числі ймовірність того, що життя може існувати деінде у Всесвіті. Зоряне світло, яке містить хімічні натяки на планетарні шматочки, може бути видобуто для підказок про внутрішній склад світів в інших системах. Створення переліку цих інгредієнтів може допомогти оцінити кількість зоряних систем із потрібними матеріалами для підтримки середовища проживання.
Тепер, коли вчені побачили реальний приклад поглинання планети, вони можуть шукати в небі схожі моделі, які відповідають плану. Нові спостереження також дають жахливе уявлення про буквальний кінець світу. Коли Сонце увійде у фазу червоного гіганта, наша знайома рідна планета, швидше за все, загине в його пекельних обіймах.
«Виявлення такої події справді піддає всі існуючі теорії найсуворішому тесту», — сказав доктор Де. «Це дійсно відкриває цілу нову область досліджень».