Zaobserwowano gwiazdę pożerającą planetę

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 tys. lat świetlnych od Ziemi. Bliska jej planeta znalazła się na razie wewnątrz materiału wyrzuconego w trakcie niskoenergetycznej eksplozji na powierzchni gwiazdy. "Obserwacje te dają nam nową perspektywę dla badań miliardów gwiazd, które w Drodze Mlecznej pochłonęły już towarzyszące im planety" - mówi Ryan Lau, astronom z NOIRLab, autor publikacji, która ukazała się w magazynie "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 tzw. 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 - potrzeba szczególnie wysokiej rozdzielczości i dłuższych obserwacji. Umożliwiło to właśnie Obserwatorium Gemini.

"Bliźniak Południowy cały czas poszerza nasze rozumienie wszechświata, a te nowe obserwacje potwierdzają przewidywania odnośnie naszej planety. Odkrycie to stanowi doskonały przykład tego, co można osiągnąć łącząc światowej klasy teleskop i naukową współpracę na najwyższym poziomie" - mówi Martin Still z Obserwatorium Gemini. "Dzięki rewolucyjnym badaniom w świetle widzialnym i podczerwieni możemy teraz, w czasie rzeczywistym, być świadkami takich zdarzeń w Drodze Mlecznej. To świadectwo niemal pewnej przyszłości naszej planety" - dodaje Kishalay De, astronom z MIT, główny autor publikacji.

Otoczenie planety przez materię gwiazdy trwało 100 dni. Wyrzucona przez gwiazdę 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 ok. 5 mld 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" - mówi dr Lau.

Więcej informacji w artykule źródłowym (https://www.nature.com/articles/s41586-023-05842-x).

Marek Matacz