Animacja dysku i dżetów w młodej gwieździe HH 1177

Źródło: ESO/M. Kornmesser

Z pomocą International Gemini Observatory naukowcy po raz pierwszy zaobserwowali, jak umierająca gwiazda pochłania okrążającą ją planetę. Podobny los czeka kiedyś Ziemię.

Dzięki wieloletnim obserwacjom tysięcy gwiazd w różnych stadiach życia astronomowie zdołali już zrozumieć, jak gwiazdy się rodzą, ewoluują i umierają oraz jak oddziałują z towarzyszącymi im planetami.

13 tysięcy lat świetlnych od Ziemi

Uważa się, że kiedy gwiazda wielkości Słońca kończy swój żywot, zwiększa swoje rozmiary od 100 do 1000 razy, pochłaniając wewnętrzne planety. Według obliczeń astronomów, w ciągu roku w całej Drodze Mlecznej ma miejsce jednak tylko kilka takich przypadków. Choć już wcześniej udawało się dostrzec skutki takiego zdarzenia, to nigdy nie zaobserwowano, jak zachodzi.

Teraz udało się tego dokonać z pomocą Obserwatorium Gemini, a konkretnie jednego z dwóch teleskopów - Bliźniaka Południowego (Gemini South telescope), działającego w Andach. Umierająca, rozszerzająca się gwiazda znajduje się 13 tysięcy lat świetlnych od Ziemi - w konstelacji Orła. Bliska jej planeta znalazła się na razie wewnątrz materiału wyrzuconego w trakcie niskoenergetycznej eksplozji na powierzchni gwiazdy.

- Pewnej nocy zauważyłem gwiazdę, która pojaśniała 100-krotnie w ciągu tygodnia, nie wiadomo dlaczego. To nie przypominało żadnego gwiezdnego wybuchu, jaki widziałem w swoim życiu - przekazał Kishalay De, astronom z MIT, główny autor publikacji. - Pozyskane dane sprawiły, że spadłem z krzesła - dodał.

- Obserwacje te dają nam nową perspektywę dla badań miliardów gwiazd, które w Drodze Mlecznej pochłonęły już towarzyszące im planety - mówił Ryan Lau, astronom z NOIRLab, autor publikacji, która ukazała się w magazynie naukowym "Nature".

100 dni procesu

Jak wyjaśniają badacze, gwiazda tego typu przez większość życia czerpie energię z zachodzącej w jądrze zamiany wodoru w hel. Powstające ciśnienie zapobiega zapadaniu się gwiazdy pod wpływem własnej grawitacji. Kiedy wodór w jądrze się skończy, obecny w nim hel zaczyna przemieniać się w węgiel, tymczasem fuzja jąder atomowych wodoru w jądra helu zaczyna mieć miejsce w zewnętrznych partiach gwiazdy, co powoduje ich dramatyczną ekspansję.

Podobna do Słońca gwiazda zamienia się wtedy w tak zwanego czerwonego olbrzyma, pochłaniającego pobliskie globy. Gwiezdna materia coraz silniej oddziałująca na planety powoduje dodatkowo ich spowolnienie, a przez to coraz większe zacieśnianie ich orbit - zapadanie się w stronę gwiazdy.

Pierwsze wskazówki odnośnie zaobserwowanego teraz, rzadkiego zdarzenia dostarczyły dane z projektu szerokokątnej obserwacji nieba Zwicky Transient Facility. Potem potwierdziły je obserwacje prowadzone kosmicznym teleskopem NEOWISE.

Jednak do odróżnienia opisanego pochłonięcia planety przez gwiezdną materię od częstych koronalnych wyrzutów masy (CME) - potrzeba szczególnie wysokiej rozdzielczości i dłuższych obserwacji. Umożliwiło to właśnie Obserwatorium Gemini.

Otoczenie planety przez materię gwiazdy trwało 100 dni. Wyrzucona przez nią materia zawierała wodór o masie 1/3 masy Ziemi i drugie tyle pyłu. Sama gwiazda ma natomiast masę od 0,8 do 1,5 mas Słońca, a planeta - od 1 do 10 mas Jowisza. Odkrycie przyniosło też inną korzyść. Pozwoliło udoskonalić metody obserwacyjne i ułatwi poszukiwania innych zdarzeń tego rodzaju. Może się to okazać szczególnie przydatne po uruchomieniu w 2025 r. budowanego właśnie teleskopu - Vera C. Rubin Observatory - twierdzą naukowcy.

Nasza możliwa przyszłość

Co równie ważne, podobny los - jak opisanej planety - z czasem czeka Merkurego, Wenus, a także Ziemię, kiedy za około pięć miliardów lat umierać będzie Słońce.

- Myślę, że w tych wynikach jest coś niezwykłego - coś, co mówi o niestałości naszej egzystencji. Po miliardach lat życia Układu Słonecznego, nasz koniec prawdopodobnie będzie miał postać trwającego kilka miesięcy ostatecznego błysku - mówił dr Lau.