Μια ξαφνική λάμψη φωτός το 2020 τράβηξε την προσοχή των αστρονόμων που παρακολουθούσαν τον ουρανό. Το σύντομο αυτό σήμα, το οποίο εντόπισε το Zwicky Transient Facility του Caltech, προερχόταν από τα βάθη του Γαλαξία μας, σε απόσταση περίπου 12.000 ετών φωτός από τη Γη.
Η πηγή, μια αμυδρή κόκκινη νόβα γνωστή ως ZTF SLRN-2020, αποδείχθηκε ότι δεν ήταν απλώς άλλο ένα αστρικό ξέσπασμα.
Χάρη στον συνδυασμό ισχυρών τηλεσκοπίων και ενδελεχούς ανάλυσης, η περίπτωση αυτή αποτελεί πλέον την πιο ισχυρή απόδειξη μέχρι σήμερα ότι ένα άστρο κατάπιε έναν από τους πλανήτες του.
Θάνατος πλανήτη, μεθοδικά σχεδιασμένος επί χρόνια
Αρχικά, η έκρηξη του 2020 φαινόταν σαν μια κλασική νόβα. Όμως, η ασυνήθιστη φωτεινότητά της και η απουσία κοινών ατομικών χαρακτηριστικών μαρτυρούσαν κάτι διαφορετικό. Παρατηρήσεις με επίγεια τηλεσκόπια, όπως το τηλεσκόπιο Hale των 200 ιντσών στο Παρατηρητήριο Palomar και το Keck II, αποκάλυψαν ένα ψυχρό, κόκκινο φάσμα και μοριακά ίχνη όπως TiO, VO και CO – ενδείξεις ενός ψυχρού εξωτερικού στρώματος, συμβατού με γιγαντιαίο άστρο τύπου Μ σε θερμοκρασία περίπου 3.600 Kelvin.
Δεν επρόκειτο για φυσιολογικό αστρικό φαινόμενο. Αντίθετα, φάνηκε πως ήταν το βίαιο τέλος ενός πλανήτη, περίπου στο μέγεθος του Δία, που είχε αρχίσει να στροβιλίζεται προς το άστρο του. Το φαινόμενο, γνωστό ως πλανητική κατάποση, είχε προβλεφθεί θεωρητικά εδώ και δεκαετίες αλλά δεν είχε παρατηρηθεί άμεσα – μέχρι τώρα.
Ένα μοναδικό φλας, μια παρατεταμένη λάμψη σκόνης
Αυτό που έκανε τη ZTF SLRN-2020 ακόμη πιο ασυνήθιστη ήταν η σύντομη λάμψη ορατού φωτός, διάρκειας λιγότερης από 100 ημέρες, ακολουθούμενη από μακρόχρονη υπέρυθρη λάμψη.
Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι τυπικά για τις κόκκινες νόβες, που συνήθως σχετίζονται με συγχωνεύσεις αστεριών. Όμως η ZTF SLRN-2020 ήταν πολύ πιο αμυδρή, υποδηλώνοντας ότι ο συγχωνευόμενος σύντροφος δεν ήταν άστρο, αλλά πλανήτης.
Το Webb φέρνει διαύγεια σε ένα σκονισμένο τοπίο
Παρά τις ενδείξεις, οι επιστήμονες δεν ήταν βέβαιοι τι ακριβώς είχε προκαλέσει το ξέσπασμα. Μερικοί υπέθεσαν ότι το άστρο είχε διογκωθεί σε ερυθρό γίγαντα καταπίνοντας τον πλανητικό του σύντροφο. Αυτό θα ήταν μια φυσιολογική εξήγηση – είναι γνωστό πως τα άστρα διογκώνονται δραματικά όταν εξαντλούν το υδρογόνο τους.
Χρησιμοποιώντας τα όργανα MIRI και NIRSpec του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, οι επιστήμονες εξέτασαν το σύστημα 830 ημέρες μετά την έκρηξη. Εντόπισαν ζεστή σκόνη και μοριακό αέριο – με ισχυρή εκπομπή CO και πιθανή παρουσία φωσφίνης στα 4,3 μικρόμετρα. Πιο σημαντικό όμως ήταν το γεγονός ότι η φωτεινότητα και η θερμοκρασία του άστρου δεν ταίριαζαν με προφίλ ερυθρού γίγαντα.
Αντίθετα, το Webb αποκάλυψε πως το άστρο παρέμενε στη κύρια ακολουθία της ζωής του – μια σταθερή φάση πριν τη διόγκωση. Ο πλανήτης δεν είχε καταποθεί από διογκωμένα στρώματα, αλλά είχε έλθει σιγά-σιγά προς τα μέσα λόγω παλιρροιακών δυνάμεων, ώσπου άγγιξε την επιφάνεια και βυθίστηκε ανεξέλεγκτα.
«Αυτό είναι ένα τόσο πρωτοφανές γεγονός», δήλωσε ο Ryan Lau, αστρονόμος του NOIRLab και επικεφαλής της μελέτης. «Δεν ξέραμε τι να περιμένουμε όταν στρέψαμε το τηλεσκόπιο προς τα εκεί».
Η πτώση στην πυρά
Όταν ο πλανήτης άρχισε να αγγίζει την ατμόσφαιρα του άστρου, η καταστροφή ήταν αναπόφευκτη. Κάθε πέρασμα τον έφερνε πιο κοντά, ώσπου τελικά συνετρίβη στην επιφάνεια σε μια καταστροφική σπείρα.
«Ο πλανήτης άρχισε να ακουμπά την ατμόσφαιρα του άστρου. Από εκεί και πέρα ήταν ανεξέλεγκτο: έπεφτε όλο και πιο γρήγορα», εξήγησε ο Morgan MacLeod από το Harvard-Smithsonian και το MIT. «Καθώς έπεφτε, άρχισε να “απλώνεται” γύρω από το άστρο».
Η σύγκρουση εκτόξευσε αέριο από τα εξωτερικά στρώματα του άστρου, που ψύχθηκε και δημιούργησε τη χαρακτηριστική υπέρυθρη λάμψη.
Με την πάροδο του χρόνου σχηματίστηκαν δύο ξεχωριστά νέφη σκόνης – ένα πιο ψυχρό και μαζικό και ένα θερμότερο, πιθανότατα από «υπολείμματα επαναπρόσπτωσης». Με το μοντέλο DUSTY, οι αστρονόμοι υπολόγισαν τις θερμοκρασίες, τη μάζα και τη γεωμετρία αυτής της εξελισσόμενης δομής.
Η Colette Salyk, συν-συγγραφέας από το Vassar College, είπε: «Μου προκάλεσε μεγάλη έκπληξη ότι βρήκαμε μια δομή που μοιάζει με δίσκο σχηματισμού πλανητών μέσα στα απομεινάρια της καταστροφής».
Προειδοποίηση από τα άστρα
Το μητρικό άστρο, περίπου 0,7 ηλιακές μάζες, δεν είχε ακόμη εξαντλήσει το καύσιμό του. Αν παρέμενε ανενόχλητο, θα μπορούσε να επιβιώσει για δισεκατομμύρια χρόνια. Όμως, ο βαρυτικός χορός με τον πλανήτη οδήγησε σταδιακά στην πτώση του.
Μέχρι σήμερα, η πλανητική κατάποση συνδεόταν κυρίως με το γήρας των άστρων. Όμως αυτή η ανακάλυψη δείχνει ότι η καταστροφή μπορεί να έρθει πολύ νωρίτερα, μόνο λόγω παλιρροιακών δυνάμεων.
«Αυτό το αποτέλεσμα μας δίνει νέα κατεύθυνση για το πώς συν-εξελίσσονται τα άστρα και οι πλανήτες», δήλωσε ο Kishalay De από το Columbia University. «Βοηθά να ερμηνεύσουμε τον πληθυσμό πλανητών που βρίσκουμε σήμερα γύρω από άλλα άστρα.»
Το μέλλον των παρατηρήσεων
Η σπανιότητα αυτών των γεγονότων καθιστά την κάθε νέα παρατήρηση εξαιρετικά σημαντική. Το ZTF SLRN-2020 παραμένει η μοναδική περίπτωση που έχει παρατηρηθεί την ώρα της κατάποσης. Τα δεδομένα του αναθεωρούν μοντέλα εξέλιξης άστρων, φθοράς τροχιάς και αστάθειας συστημάτων.
Η δύναμη του Webb στο μέσο υπέρυθρο φάσμα θα είναι καθοριστική για τον εντοπισμό νέων τέτοιων περιστατικών. Όμως νέες αποστολές, όπως το Vera C. Rubin Observatory και το Nancy Grace Roman Space Telescope, υπόσχονται να επεκτείνουν τη «σάρωση» του ουρανού και να αυξήσουν τις πιθανότητες εντοπισμού της επόμενης «μοιραίας λάμψης».
«Βρισκόμαστε πραγματικά στο χείλος μιας νέας εποχής στην παρατήρηση τέτοιων γεγονότων», είπε ο Lau. «Ελπίζουμε ότι αυτή είναι μόνο η αρχή».
Η καταστροφή ενός κόσμου σε απόσταση χιλιάδων ετών φωτός μπορεί να φαίνεται μακρινή, αλλά μας προσφέρει γνώση για το μέλλον των πλανητικών συστημάτων – ίσως και του δικού μας.
VIA: FoxReport.gr
