Astronomowie właśnie widzieli, jak gwiazda zjada planetę — astrofizyk z zespołu wyjaśnia pierwsze tego rodzaju odkrycie

Po raz pierwszy astronomowie wykonali zdjęcia przedstawiające gwiazdę pożerającą jedną ze swoich planet. Gwiazda o nazwie ZTF SLRN-2020 znajduje się w Drodze Mlecznej, w gwiazdozbiorze Orła. Kiedy gwiazda połknęła swoją planetę, gwiazda pojaśniała 100 razy w stosunku do normalnego poziomu, umożliwiając 26-osobowemu zespołowi astronomów, z którym pracowałem, Wykryj zdarzenie w momencie jego wystąpienia.

Jestem astrofizykiem teoretykiemi opracowaliśmy modele komputerowe, których nasz zespół używa do interpretacji danych zbieranych z teleskopów. Chociaż widzimy tylko efekty na gwieździe, a nie bezpośrednio na planecie, nasz zespół jest przekonany, że zdarzenie, którego byliśmy świadkami, było połknięciem własnej planety przez gwiazdę. Bycie świadkiem takiego zdarzenia po raz pierwszy potwierdziło długo utrzymywane założenie, że gwiazdy połykają swoje planety i wyjaśniło, jak może zachodzić ten fascynujący proces.

Szukaj błysku na dynamicznym nocnym niebie

Mój zespół bada rozbłyski światła i gazu, które pojawiają się, gdy dwie gwiazdy łączą się w jedną większą gwiazdę. W tym celu wykorzystaliśmy dane z Obiekt tranzytowy Zwicky, teleskop znajdujący się na górze Palomar w południowej Kalifornii. Robią nocne zdjęcia dużych obszarów nieba, a astronomowie mogą następnie porównywać te zdjęcia, aby znaleźć gwiazdy, których jasność zmienia się w czasie, zwane tranzytami gwiezdnymi.

Znalezienie gwiazd, które zmieniają jasność, nie jest wyzwaniem – jest to ustalenie przyczyny każdej konkretnej zmiany w gwieździe. Jako mój kolega Kechalay D Lubi mówić: „Jest tak wiele rzeczy, które kwitną w niebie”. Sztuką identyfikacji połączeń gwiazd jest połączenie światła widzialnego – takiego jak dane zebrane w Palomar – z danymi w podczerwieni z Kosmiczny Teleskop WISE należący do NASAktóry przez ostatnią dekadę skanował całe niebo.

W 2020 roku gwiazda ZTF SLRN-2020 nagle stała się 100 razy jaśniejsza w świetle widzialnym w zaledwie 10 dni. Potem powoli zaczął wracać do swojej normalnej jasności. Około dziewięć miesięcy temu ten sam obiekt zaczął emitować dużo światła podczerwonego. Dokładnie tak to wygląda, gdy dwie gwiazdy łączą się ze sobą, z jedną zasadniczą różnicą – wszystko zostało pomniejszone. Ogólna jasność i energia tego zdarzenia była około tysiąc razy niższa niż którejkolwiek z połączonych par gwiazd, które astronomowie do tej pory odkryli.

Kiedy gwiazda połyka swoje planety

Pomysł, że gwiazdy mogą połknąć niektóre z ich planet, był starym założeniem w astronomii. Astronomowie od dawna wiedzą, że kiedy gwiazdy Zabrakło jej wodoru w jądrzestają się jaśniejsze i zaczynają to robić zwiekszenie rozmiaru.

Wiele planet ma orbity mniejszy niż ostateczny rozmiar gwiazd macierzystych. Dlatego, gdy gwieździe zabraknie paliwa i zacznie się rozszerzać, planety w jej pobliżu są nieuchronnie zużywane.

Interpretacja rozbłysków gwiazd

Podczas rozbłysku ZTF SLRN-2020 nasz zespół nigdy nie widział samej planety, jedynie pojaśniała, gdy planeta została pochłonięta przez gwiazdę. To tutaj połączenie modeli teoretycznych i danych obserwacyjnych pozwoliło nam zrozumieć, co wykryły teleskopy.

Połączenie dwóch gwiazd w jedną większą gwiazdę to a Dramatyczne wydarzenie które wyrzucają materię w pobliże gwiazd. Znaczna część mojego życia zawodowego skupiła się na Modelowanie sposobu poruszania się gazów gwiazdowych I wpada na siebie i zostaje znokautowana w tych chwilach intensywnej interakcji.

Moja praca wykazała, że ​​całkowita masa materii wyrzucona podczas konsolidacji jest proporcjonalna do Wielkość obiektów objętych fuzją. Połącz dwie równie duże gwiazdy, a zobaczysz ogromne zakłócenie. Połącz jedną gwiazdę ze znacznie mniejszym towarzyszem, a zdarzenie może wyrzucić niewielki ułamek całkowitej masy gwiazdy.

Energia uwolniona podczas wybuchu ZTF SLRN-2020 była tysiąc razy mniejsza niż normalnie dla połączenia dwóch gwiazd. Oznacza to, że obiekt, który połączył się z gwiazdą, ważył tysiąc razy mniej niż zwykła gwiazda. Dowody te skierowały nasz zespół w stronę gazowego olbrzyma – takiego jak Jowisz w naszym Układzie Słonecznym, który waży około tysiąc razy mniej niż Słońce.

Jednak w porównaniu z Jowiszem powinno być dla tej planety krążących w pobliżu gwiazdyz jednym okrążeniem gwiazdy trwającym zaledwie kilka dni. Około 1% gwiazd Udostępnij tę formację dużej planety krążącej blisko swojej gwiazdy macierzystej.

Co więcej, uważam, że formowanie się dużej planety blisko swojej gwiazdy jest ważne w zapoczątkowaniu zdarzenia, którego był świadkiem nasz zespół. Moje poprzednie badania sugerowały, że mniejsze planety – lub planety na bardziej odległych orbitach, które są konsumowane dopiero po znacznym zwiększeniu rozmiaru gwiazdy – mogą być Połknąć bez wykrywalnego błysku.

Uczenie się od prawdziwych rzeczy

Dzięki naszym danym i modelowaniu ZTF SLRN-2020 nasz zespół był w stanie namalować znacznie wyraźniejszy obraz tego, jak gwiazdy i planety łączą się. Po pierwsze, planeta pełza po powierzchni gwiazdy przez wiele lat, powoli nagrzewając się i wyrzucając materię z atmosfery gwiazdy. Gdy ten gaz rozszerza się i ochładza, powstają cząsteczki i pył. Ta chmura pyłu nadaje gwieździe stopniowo czerwony kolor i emituje coraz większe ilości promieniowania podczerwonego.

W przypadku ZTF SLRN-2020 orbita planety początkowo kurczyła się powoli, a następnie coraz szybciej, gdy planeta przebijała się przez gęstsze warstwy atmosfery gwiazdy. W końcu, w ciągu kilku ostatnich dni, planeta spadnie pod powierzchnię gwiazdy i zostanie rozerwana przez ciepło i siłę uderzenia. Ten szybki zastrzyk energii zapewnił ciepło, aby zwiększyć jasność ZTF SLRN-2020 na 10 dni i setki razy. Po tym krytycznym momencie gwiazda zaczęła zanikać, informując nasz zespół, że proces połykania planet dobiegł końca i gwiazda zaczęła normalnie funkcjonować.

Chociaż niszczycielskie wydarzenie minęło, wciąż pozostaje wiele do nauczenia się. W przyszłym tygodniu nasz zespół rozpocznie analizę danych z Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba Mając nadzieję na poznanie składu chemicznego gazu otaczającego ZTF SLRN-2020.