Астрономы впервые наблюдали, как красный гигант пожирает планету

Астрономы команды Кишалая Де (Массачусетский технологический институт), впервые наблюдали, как звезда-красный гигант пожирает планету. Они обнаружили это случайно при поиске радиационных всплесков в бинарных звездных системах.

Яркая вспышка далекой звезды

Звезда разорвала экзопланету размером с Юпитер, выбросив материал в космос. Это привело к яркой вспышке и послесвечению, сообщают астрономы в Nature. В мае 2020 г. они заметили звезду, которая за неделю стала в сто раз ярче. Вспышка в видимом свете продолжалась около десяти дней, а затем значительно ослабела. Как выяснилось, она исходила из системы, расположенной в созвездии Орла - от нас в 12 000 световых лет.

Оказалось, что свет, излучаемый этой вспышкой, почти не содержал спектральных признаков водорода и гелия, как это обычно бывает при взаимодействии двух звезд в бинарной системе. Зато в данных Zwicky Transient Facility замечены эмиссионные линии различных металлов, таких как натрий, магний и барий, а также признаки некоторых оксидов металлов, встречающиеся только в очень холодных звездах.

Однако, когда яркость звезды увеличивается, она обычно становится еще горячее, но данном случае было лишь необычайно яркое послесвечение в инфракрасном диапазоне, длившееся около 15 месяцев. По мнению астрономов, это излучение исходило от выброшенного материала, который остыл, сконденсировался в пыль и затем образовал теплый пылевой кокон вокруг места события.

Огненный конец планеты

Это не было столкновением двух звезд, поскольку обнаружилось всего от 0,001 до 0,0001 части того количества материала и энергии, которое обычно выделяется при этом. Впервые астрономы наблюдали практически в реальном времени поглощение планеты красным гигантом ZTF SLRN-2020. Масса разрушенной планеты составляет 1-10 масс Юпитера, а звезды - 0,8-1,5 масс Солнца.

Этот сценарий предвосхищает то, с чем столкнется Солнечная система по истечению пяти миллиардов лет. В ядре Солнца израсходуются запасы водорода и оно станет красным гигантом. Поскольку ядерный синтез распространится на его оболочку, наше светило продолжит раздуваться, причем температура его поверхности упадет - оно станет красным и постепенно поглотит внутренние планеты. А когда пройдет еще три миллиарда лет, такая же участь ждет и Землю.

Источник информации и фото: scinexx.de

Предельная потеря массы перед взрывом сверхновой звезды

Фото: NASA

Сверхновые можно наблюдать во всей Вселенной, но учёные, изучающие их происхождение, часто не знают истории звёзд-предшественниц, так как ни сам взрыв, ни их остатки не дают об этом достаточного количества информации.

Астрономы ищут, в чём причины этого явления и что происходит внутри массивной звезды перед взрывом сверхновой. Наблюдения международной команды исследователей предоставляют возможность взглянуть на физические процессы, которые происходят незадолго до смерти звезды.

Наблюдения учёных

За сорок дней до взрыва сверхновой SN 2010mc автоматический телескоп зарегистрировал у этой звезды сильную вспышку света. Как сообщают астрономы в журнале "Nature", звезда при этом выбросила материю, количество которой составляет около одной сотой массы Солнца.

Сравнение с теоретическими моделями рождения сврхновой

"Короткий промежуток времени между этой потерей массы и взрывом сверхновой подразумевает причинно-следственную связь между этими двумя событиями", - пишут Эран Офек (Eran Ofek) из израильского Института Вейцмана (Weizmann-Institut) в Реховоте (Rehovot) и его коллеги. Исследователи сравнили свои результаты с различными теоретическими моделями. По их мнению, предельная потеря массы указывает на гидродинамическую неустойчивость в последней фазе ядерного синтеза внутри звезд. Поэтому модели, которые не предсказывают такой неустойчивости, должны быть отброшены.

Инфракрасное изображение одной из самых больших и ярких звезд: Pistol Star. Этот тип звезды заканчивает свою жизнь как сверхновая. Выброс массы за месяц до окончательного взрыва позволит астрономам предсказать, когда это произойдет
Фото: DF Figer (UCLA) и др.

Звезды получают энергию путём ядерного синтеза. Сначала из водорода возникает гелий, потом из гелия - углерод и кислород. В массивных звездах этот процесс продолжается вплоть до появления железа. На этом получение энергии прекращается, так как соединение в более тяжелые элементы требует затрат энергии вместо её высвобождения. Недавние процессы слияния в звезде происходили, с астрономической точки зрения, быстро: появление железа произошло примерно за неделю.

Ценная информация о поздних стадиях звёзд перед взрывом сверхновой

До сего времени астрономы исходили из того, что никакие признаки этих недавних процессов соединения не видны на поверхности звезды. Поэтому было невозможно точно предсказать, в какой момент развития звезды произойдёт окончательный взрыв. Работа Офека и его коллег показала, что наблюдение яркости вспышки и потери массы позволит лучше разобраться в том, как протекает эта последняя фаза в жизни звезды, пишет astronomie.de.

Особенности происхождения сверхновых звёзд

 Сверхновая Тихо Фото: NASA/CXC/Rutgers

Сверхновые типа Iа играют важную роль в астрономии, так как их принято использовать в качестве индикаторов расстояния. У учёных сейчас нет сомнений, что этот тип сверхновых образуется вследствие взрыва белого карлика. Но такому взрыву предшествуют две различных модели. Новое исследование показывает, что обе они регулярно встречаются в природе.

Сверхновые типа Ia стали для астрономов своеобразным космическим критерием: они должны, по теории ученых, демонстрировать предсказуемую яркость, так как взрыв и появление сверхновой означает конец звезды определенного типа - белого карлика.