Naukowcy przyłapują na gorącym uczynku prawdziwą Gwiazdę Śmierci. Po raz pierwszy w historii zaobserwowano taką sytuację. Cała ta dramatyczna historia rozgrywa się całkiem niedaleko, zaledwie 12 000 lat świetlnych stąd i może zapowiadać to, co najprawdopodobniej stanie się z Ziemią za około 4-5 miliardów lat.
Astronomowie mogli po raz pierwszy być świadkami, jak gwiazda podobna do Słońca pożera planetę, rzucając tym samym nieco światła na los, jaki spotka Ziemię za około cztery do pięciu miliardów lat, kiedy to nasze umierające słońce spuchnie na tyle, że jego średnica będzie sięgać orbity naszej planety.
Analizując niezliczone gwiazdy na różnych etapach ich ewolucji, astronomowie odkryli, że gdy gwiazdy w typie naszego Słońca pod kończą powoli swoje życie, zaczynają wyczerpywać swoje główne źródło paliwa czyli wodór w pobliżu ich jąder. Prowadzi to, do kurczenia się ich rdzeni oraz rozszerzania się powłok zewnętrznych powłok. Podczas tej fazy swojej ewolucji gwiazdy mogą urosnąć od 100 do nawet 1000 razy w stosunku do swojej pierwotnej średnicy, pochłaniając blisko orbitujące planety.
Wiemy, że taki scenariusz czeka wszystkie planety, które krążą w odległościach mniejszych niż Ziemia, jednak do tej pory dostarczenie na to dowodów eksperymentalnych było niezwykle trudne – powiedział główny autor badań Kshalay De, astrofizyk z Massachusetts Institute of Technology
Przez dziesięciolecia naukowcy znajdowali dowody na istnienie gwiazd tuż przed i krótko po pochłonięciu planet. Jednak naukowcy nigdy dotąd nie uchwycili gwiazdy na gorącym uczynku.
Szczerze mówiąc, jedną z największych niespodzianek dla mnie było to, że w ogóle trafiliśmy na takie zjawisko – powiedział De. Pochłonięcie pobliskich planet jest jednym z głównych założeń w naszym rozumieniu gwiazd i planet, ale częstotliwość występowania takiego zjawiska jest bardzo małą. Dlatego odkrycie tak rzadkiego zdarzenia po raz pierwszy jest dla środowiska naukowego zawsze czymś wyjątkowo ekscytującym.
W nowym badaniu De i jego współpracownicy dokonali przełomu po zbadaniu rozbłysku promieniowania nazwanego ZTF SLRN-2020, który miał miejsce w 2020 roku w dysku Drogi Mlecznej, oddalonym o około 12 000 lat świetlnych, w pobliżu gwiazdozbioru Orła. W trakcie prowadzenia obserwacji gwiazda pojaśniała 100-krotnie w ciągu zaledwie tygodnia.
Badania rozpoczęły się w 2020 roku i tak właściwie to ich celem nie było wcale szukanie gwiazd pochłaniających planety. Głównym obszarem obserwacji były nowe, czyli gwiezdne eksplozje zachodzące w układach podwójnych czerwonych olbrzymów i białych karłów.
Odkrycia „gwiazdy śmierci” dokonano analizując dane zebrane przez Zwicky Transient Facility, działające w Obserwatorium Palomar California Institute of Technology. Zwicky Transient Facility skanuje niebo w poszukiwaniu gwiazd, które szybko zmieniają jasność, co może być wywoływane zdarzeniami takimi jak na przykład nowe.
Aby dowiedzieć się więcej o ZTF SLRN-2020, De przeanalizował widmo światła z jasnego rozbłysku, który wydawał się dość charakterystyczny. W przypadku gdy dochodzi do nowej, źródło otacza gorąca gazowa otoczka, a tu w przeciwieństwie do nowej gazowa otoczka była chłodna. Jak wyjaśnił autor badania, chłodny gaz z takich rozbłysków często powstaje w wyniku łączenia się gwiazd. Kiedy kontynuował, patrząc na dane z tej samej gwiazdy zebrane przez Obserwatorium Kecka na Hawajach, odkrył również cząsteczki, które mogą istnieć tylko w bardzo niskich temperaturach.
Około rok po pierwszym odkryciu De i jego współpracownicy przeanalizowali dane dotyczące tej samej gwiazdy, tym razem zebrane za pomocą kamery na podczerwień w Obserwatorium Palomar. Naukowcy odkryli, że krótkiemu rozbłyskowi światła widzialnego z gwiazdy towarzyszyły niezwykle jasne sygnały światła w bliskiej podczerwieni, które powoli zanikały w ciągu sześciu miesięcy.
Ostatni element układanki pojawił się, gdy naukowcy przeanalizowali dane zebrane przez inny należący do NASA kosmiczny teleskop na podczerwień – NEOWISE. Sugeruje to, że całkowita ilość energii uwolnionej przez gwiazdę od jej początkowego wybuchu była zaskakująco mała – około jednej tysięcznej wielkości jakiegokolwiek łączenia się gwiazd obserwowanego w przeszłości.
Oznacza to, że cokolwiek połączyło się z gwiazdą, musi być 1000 razy mniejsze niż jakakolwiek inna gwiazda, którą widzieliśmy. To szczęśliwy zbieg okoliczności, że masa Jowisza wynosi około jednej tysięcznej masy Słońca. Wtedy zdaliśmy sobie sprawę: to była planeta, która zderzyła się ze swoją gwiazdą.
Opierając się na naturze wybuchu, astronomowie oszacowali, że zdarzenie uwolniło wodór o masie około 33 mas Ziemi, a także pył o masie około 0,33 masy Ziemi. Na tej podstawie sugerują, że gwiazda miała masę około 0,8 do 1,5 masy naszego Słońca, a pochłonięta planeta około 1 do 10 mas Jowisza.
Gdybyśmy znajdowali się na planecie oddalonej o 10 000 lat świetlnych, zasadniczo zobaczylibyśmy podobny błysk światła z Układu Słonecznego – nieco przytłumiony w porównaniu z tym, ponieważ Ziemia jest znacznie mniej masywna niż planeta taka jak Jowisz. Dużo zależy też od instrumentu naukowego, który byłby wykorzystany do prowadzenia takiej obserwacji.
To odkrycie rodzi jednak wiele pytań. Czy planeta częściowo przetrwała, czy też została całkowicie unicestwiona? Czy planeta weszła w kontakt z powierzchnią gwiazdy z powodu jej naturalnej ekspansji, czy też coś sprawiło, że została popchnięta w jej kierunku? Czy planeta zaszkodziła w jakiś sposób swojej gwieździe? Wszystkie te pytania staną się jasne, gdy zdobędziemy więcej danych na ten temat tego konkretnego przypadku obiekt oraz znajdziemy więcej takich wydarzeń w przyszłości. Teraz, gdy naukowcy wiedzą już, jak wygląda pochłonięcie planety przez gwiazdę, mają teraz zamiar szukać podobnych zdarzeń w przyszłości, zwłaszcza że badania w podczerwieni stają się coraz bardziej powszechne.
