Badacze po raz pierwszy ujrzeli gwiazdę, która pochłania własną planetę

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.

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".

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.

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.