Астрономы стали свидетелями события, которое может произойти с Землей через несколько миллиардов лет

Астрономы получили убедительные доказательства того, что солнцеподобная звезда при своей смерти поглотила экзопланету. Этот невиданный ранее процесс может предвещать конечную судьбу Земли, когда наше собственное Солнце приблизится к концу своей жизни примерно через пять миллиардов лет.

Об открытии рассказали в Ассоциации университетов для исследований в области астрономии, передают OstanniPodii.com.

Изучая бесчисленные звезды на разных этапах их эволюции, астрономы смогли составить представление о жизненном цикле звезд и о том, как по мере старения они взаимодействуют с окружающими их планетными системами. Это исследование подтверждает, что когда солнцеподобная звезда приближается к концу своего жизненного цикла, она увеличивается в 100-1000 раз от своего первоначального размера, в конце концов поглощая внутренние планеты системы. По оценкам, по всему Млечному Пути такие события происходят лишь несколько раз в год. Хотя прошлые наблюдения подтвердили последствия поглощения планет, до сих пор астрономы никогда не ловили их в действии.

С помощью мощности "Формирователя изображений с адаптивной оптикой на Джемини-Юг" (GSAOI), установленного на одной из половин Международной обсерватории Джемини, астрономы наблюдали первое прямое доказательство того, что умирающая звезда расширяется и поглощает одну из своих планет.

Доказательства этого события были обнаружены в характерной "длинной и низкоэнергетической" вспышке от звезды в Млечном Пути на расстоянии около 12 000 световых лет от Земли, возле созвездия Орел. Это событие -- поглощение планеты разросшейся звездой -- вероятно, предвещает конечную судьбу Меркурия, Венеры и Земли, когда наше Солнце начнет свой смертельный период примерно через 5 миллиардов лет.

"Эти наблюдения позволяют по-новому взглянуть на поиск и изучение миллиардов звезд в нашем Млечном Пути, которые уже поглотили свои планеты", - говорит Райан Лау, астроном Национальной лаборатории оптико-инфракрасной астрономии (NOIRLab), который является соавтором этого исследования, опубликованного в журнале Nature.

Большую часть своей жизни солнцеподобная звезда превращает водород в гелий в своем горячем и плотном ядре путем термоядерного синтеза, что позволяет звезде отталкиваться от сокрушительного веса ее внешних слоев. Когда водород в ядре заканчивается, звезда начинает переплавлять гелий на углерод, и синтез водорода переходит во внешние слои звезды, вызывая их расширение, что превращает солнцеподобную звезду в красного гиганта.

Однако такое преобразование -- это плохая новость для любых планет внутренней системы. Когда поверхность звезды в конце концов расширится и поглотит одну из её планет, их взаимодействие вызовет зрелищный выброс энергии и материала. Этот процесс также затормозит орбитальную скорость планеты, в результате чего она погрузится в звезду.

В воображении художника обреченная планета, скользящая по поверхности своей звезды. Credits: K. Miller/R. Hurt (Caltech/IPAC)

Первые намеки на это событие были обнаружены благодаря оптическим изображениям, полученным с помощью Установки транзиентов Цвикки. Архивные инфракрасные снимки, полученные с помощью Широкополосного инфракрасного исследователя околоземных объектов (NEOWISE) НАСА, способного заглянуть в пыльную среду в поисках вспышек и других переходных явлений, подтвердили событие поглощения, названное ZTF SLRN-2020.

"Проведенный нашей командой повторный анализ инфракрасных карт всего неба, полученных с помощью NEOWISE, является примером огромного потенциала архивных наборов данных наблюдений", - сказал еще один соавтор статьи, астроном NOIRLab Аарон Майснер.

Джемини-Юг предоставил эти важные данные благодаря своим возможностям адаптивной оптики.

"Джемини-Юг продолжает расширять наше понимание Вселенной, и эти новые наблюдения подтверждают прогнозы будущего нашей собственной планеты", - сказал директор программы Обсерватория Джемини Национального научного фонда Мартин Стилл. "Это открытие - прекрасный пример того, какие подвиги мы можем совершить, объединив работу телескопа мирового класса и передовое научное сотрудничество".

"Благодаря новым революционным оптическим и инфракрасным исследованиям мы можем наблюдать, как подобные события происходят в реальном времени в нашем Млечном Пути, что свидетельствует о нашем почти уверенном будущем как планеты", - сказал Кишалай Де, астроном из Массачусетского технологического института и ведущий автор статьи.

Вспышка от поглощения длилась около 100 дней, и характеристики её кривой блеска, а также выброшенного материала дали астрономам представление о массе звезды и её поглощенной планеты. Выброшенный материал состоял из водорода массой около 33 земных масс и пыли массой около 0,33 земных масс. "Благодаря звезде, поглотившей планету, это большое количество материала повторного использования для образования звезд и планет, или который был отрыгнут в межзвездную среду", - сказал Лау. На основе этого анализа команда оценила, что звезда-прародительница примерно в 0,8-1,5 раза превышает массу нашего Солнца, а поглощенная планета в 1-10 раз превышает массу Юпитера.

Слева направо. Планета вращается вокруг звезды, которая находится на конечной стадии своей жизни. По мере расширения звезды, она начинает взаимодействовать с планетой. В конце концов, звезда разрастается так, что поглощает свою планету, вызывая выброс, который может быть обнаружен на Земле. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld

Теперь, когда признаки поглощения планеты впервые идентифицированы, астрономы получили улучшенные метрики, которые они могут использовать для поиска подобных событий, происходящих в других частях космоса. Это будет особенно важно, когда в 2025 году начнет работу обсерватория Веры Рубин. Например, наблюдаемые эффекты химического загрязнения на остатке звезды, когда они также видны в других местах, могут намекать на то, что произошло поглощение. Интерпретация этого события также позволяет найти недостающее звено в нашем понимании эволюции и конечной судьбы планетарных систем, включая нашу собственную.

"Я думаю, что в этих результатах есть что-то весьма примечательное, что говорит о быстротечности нашего существования", - говорит Лау. "После миллиардов лет, которые длится жизнь нашей Солнечной системы, наши собственные конечные стадии, скорее всего, завершатся финальной вспышкой, которая продлится всего несколько месяцев".

.