Астрономы зафиксировали «самоубийство» планеты

Через несколько миллиардов лет Солнце начнет выгорать и раздуваться до сотен раз своего нынешнего размера, поглощая Землю и другие внутренние планеты в огненной дымке плазмы. Астрофизики изначально думали, что это единственный способ для звезды поглотить свои планеты. Но теперь астрономы, работающие с космическим аппаратом JWST НАСА, открыли новый способ для планеты встретить свой конец: погрузиться в свою звезду-хозяина, как они сообщают в The Astrophysical Journal.

«Это очень убедительная история, которую они собрали», — говорит Адам Бургассер, исследователь экзопланет из Калифорнийского университета в Сан-Диего, который не принимал участия в исследовании. «Звезда на самом деле не раздувалась; планета падала».

Звезда, которая находится на расстоянии 12 000 световых лет от нас в нашей галактике Млечный Путь, впервые привлекла внимание исследователей в 2023 году, когда она ярко вспыхнула. Это оригинальное наблюдение, полученное с помощью Zwicky Transient Facility на 1,2-метровом телескопе в Паломарской обсерватории, предположило, что звезда поглотила планету во время своего расширения в конце жизни, называемого стадией красного гиганта. Это был первый случай, когда астрономы стали свидетелями такого акта небесного детоубийства.

Предлагая объекты для наблюдения с помощью гораздо большего JWST, те же исследователи знали, что им придется повторно посетить место преступления. «Если это было первое напрямую обнаруженное событие планетарного поглощения, на какую цель лучше указать?» — говорит Райан Лау, астроном из NOIRLab Национального научного фонда и ведущий автор нового исследования. 

Но, словно поворот сюжета в детективном романе Дэшила Хэммета, новые наблюдения переворачивают аккуратный оригинальный рассказ. Яркость звезды показывает, что она слишком молода, чтобы созреть до стадии красного гиганта, а это значит, что она не могла раздуться, чтобы окутать планету. 

Вместо этого Лау и его коллеги теперь думают, что планета размером с Юпитер, вероятно, вращалась вокруг звезды примерно на том же расстоянии, на котором Меркурий вращается вокруг нашего Солнца. В течение миллионов лет планета приближалась все ближе и ближе к звезде, ее орбита постепенно сокращалась, пока два шара внезапно не слились. Последовавший за этим катаклизм был не столько случаем детоубийства, сколько актом астрофизического самоубийства. В результате удара звезда извергла свои внешние слои газа, которые в конечном итоге остыли до состояния холодной пыли. 

Исследователи полагают, что длинная, извилистая спираль смерти планеты, вероятно, началась, когда гравитационное притяжение звезды деформировало ее так же, как Луна создает приливы в океанах Земли. Постоянное растяжение такой приливной деформации создало бы трение внутри планеты, которое поглотило бы часть ее орбитальной энергии, заставив ее приблизиться к звезде. В конце концов, планета задела бы атмосферу звезды, испытала бы огромное сопротивление и погрузилась бы в звезду, даже когда она распалась бы.

Однако новый анализ пока еще предварительный. «Мы знаем, что можем исключить первоначальное предположение о том, что звезда раздулась, но это скорее косвенное доказательство», — говорит Лау. До сих пор наблюдения JWST проводились в узком диапазоне инфракрасного света, отмечает он. Используя всю полосу пропускания JWST и изучая более длинные инфракрасные волны, команда может узнать больше об окружающих пылевых облаках, чтобы проверить новую версию, говорит Лау. 

Бургассер также задается вопросом, как эти результаты будут сохраняться со временем. Поскольку мешающаяся пыль может блокировать свет от звезды, она может казаться тусклее, чем есть на самом деле, замаскированная под более молодую версию себя. Вероятно, потребуются дополнительные измерения, чтобы проверить эту возможность. Если такие наблюдения подтвердят сообщенную светимость, «это действительно закрепит сделку» для нового объяснения, говорит Бургассер. 

Ему также любопытно, как часто планеты умирают таким образом. С обсерваторией Веры К. Рубин в Чили, которая должна начать наблюдения в конце этого года, астрономы вскоре получат самые четкие снимки космоса; Бургассер считает, что они могут найти больше планет, которые также движутся по спирали к своей гибели. «Возможно, это довольно распространенное явление».