С помощью Обсерватории Джемини ученым удалось зафиксировать и идентифицировать инфракрасное излучение, испускаемое в результате поглощения солнцеподобной звездой своей планеты. Таким образом, астрономы впервые пронаблюдали, как красный гигант поглощает планету. Когда-нибудь аналогичный процесс произойдет и в нашей Солнечной системе. Статья опубликована в журнале Nature.
Науке хорошо известны основные стадии эволюции звезд. Новые звезды рождаются из газовых облаков, состоящих в основном из водорода и гелия. Таким образом, эти же элементы преобладают в составе звезд. Благодаря водороду звезды осуществляют ядерный синтез новых, более тяжелых элементов. Ядерные реакции обеспечивают звезду большим количеством энергии — это позволяет ей поддерживать свое существование на протяжении длительного времени. Но когда будут исчерпаны все запасы водорода, звезда начинает умирать. То, как именно звезда погибнет, зависит от ее массы: самые большие звезды взрываются сверхновыми, а самые маленькие просто погасают.
Однако более 90% процентов звезд во Вселенной составляют не карлики и гиганты, а звезды среднего размера. К таким звездам относится и наше Солнце. Когда в таких звездах прекращается термоядерный синтез, их ядро становится практически полностью гелиевым. На этой стадии звезды расширяются и охлаждаются. Но водород еще присутствует во внешней оболочке вокруг инертного потухшего ядра — там продолжается синтез гелия, из-за чего гелиевое ядро увеличивается еще сильнее. В конечном итоге ядро вырастает до такой степени, что звезда превращается в красного гиганта. К концу своей жизни солнцеподобная звезда расширяется в 100–1000 раз по сравнению со своим первоначальным размером, в конечном итоге поглощая свою планетарную систему.
Наиболее вероятным исходом для нашей планеты является ее поглощение Солнцем, которое станет в будущем красным гигантом и расширится до орбиты Земли. Это произойдет примерно через 5 млрд лет. Тем не менее еще ни разу не удавалось на практике увидеть, как звезда поглощает свою планету. В своем новом исследовании американские ученые зафиксировали это событие. Они работали в Обсерватории Джемини и использовали высококачественную систему визуализации GSAOI, чтобы наблюдать за короткоживущей оптической вспышкой, названной ZTF SLRN-2020. Ученым удалось установить, что эта вспышка является следствием выброса энергии от поглощения звездой планеты, благодаря наблюдениям с высоким разрешением. Они определили точное местоположение вспышки и долгосрочные изменения ее яркости.
Вспышка длилась примерно 100 дней. Астрономам удалось установить, что выброшенный материал состоял примерно из 33 земных масс водорода и 0,33 земной массы пыли. На основе этого анализа они посчитали, что масса звезды до расширения была в 0,8–1,5 раза больше массы Солнца, а поглощенная планета была в 10 раз больше Юпитера.
«Благодаря этому революционному оптическому исследованию мы наблюдаем, как такие события происходят в режиме реального времени в нашем собственном Млечном Пути — это свидетельство нашего почти определенного будущего Земли», — сказал Кишалай Де, астроном из Массачусетского технологического института и ведущий автор статьи.
В этом исследовании были впервые идентифицированы признаки поглощения планеты расширяющейся звездой. В дальнейшем полученные данные помогут в поиске подобных событий за пределами Млечного Пути. Интерпретация этого события также говорит о недостающем звене в понимании судьбы планет, включая нашу собственную.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
