Телескоп Вебба вперше побачив поглинання планети зіркою-гігантом

Астрономічна спільнота стала свідком безпрецедентної космічної драми: космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) вперше безпосередньо зафіксував момент, коли зірка поглинає одну зі своїх планет. Ця надзвичайно рідкісна та вражаюча подія, що розгорнулася на відстані приблизно 12 000 світлових років від Землі в напрямку сузір'я Орла, надає науковцям унікальні дані про завершальні етапи життя планетних систем і, можливо, про майбутню долю нашої власної Сонячної системи. Це спостереження не лише підтверджує теоретичні моделі, але й відкриває нові нюанси в розумінні складних взаємодій між старіючими зірками та їхніми планетами-супутниками.

Довгий час астрономи припускали, що планети можуть зустріти свій кінець у вогняних обіймах своїх зірок, особливо коли останні входять у фазу червоного гіганта. Цей етап зоряної еволюції характеризується значним розширенням зовнішніх шарів зірки після вичерпання водневого палива в її ядрі. Попередні теорії здебільшого розглядали сценарій, за якого роздута зоряна атмосфера просто наздоганяє та поглинає планету, що обертається на близькій орбіті. Однак нові дані, отримані за допомогою надзвичайної чутливості та інфрачервоних можливостей JWST, малюють дещо іншу, більш динамічну картину. Спостереження показали, що загибель планети стала кульмінацією тривалого процесу орбітального розпаду. Замість того, щоб пасивно чекати поглинання розширеною зіркою, приречена планета протягом тривалого часу поступово наближалася до своєї господині по спіральній траєкторії, перш ніж здійснити фінальне, катастрофічне занурення в її розжарені надра.

Дослідники описують цей процес як «довгострокову орбітальну ерозію» — повільний, але невблаганний дрейф планети всередину системи під впливом гравітаційних сил та інших факторів, таких як взаємодія з розрідженою зовнішньою атмосферою зірки. Саме цей поступовий розпад орбіти призвів до фінального «смертельного піке». Наслідки цієї космічної катастрофи виявилися не менш видовищними. Завдяки своїм потужним інструментам, JWST, запущений у 2021 році та повністю введений в експлуатацію у 2022 році, зміг зафіксувати чіткі ознаки руйнації. Навколо зірки сформувалося яскраве кільце розжареного газу — ймовірно, залишки самої планети та викинутої зоряної речовини, нагріті до екстремальних температур. Одночасно спостерігалися хмари пилу, що розширювалися навколо місця події, огортаючи сцену космічного знищення. Ці пилові структури, ймовірно, складаються з важчих елементів, що були викинуті під час взаємодії планети з зіркою. Саме інфрачервоний зір телескопа Вебба дозволив проникнути крізь ці пилові завіси та розгледіти деталі процесу.

Зірка, що стала катом для своєї планети, знаходиться в нашій галактиці Чумацький Шлях. Хоча її точні характеристики ще потребують уточнення, відомо, що вона перебуває на пізніх стадіях своєї еволюції, прямуючи до фази червоного гіганта. Приречена планета, за оцінками астрономів, найімовірніше належала до класу «гарячих Юпітерів». Це масивні газові гіганти, подібні до Юпітера в нашій Сонячній системі, але з двома ключовими відмінностями: вони мають надзвичайно високі температури поверхні та обертаються на дуже близьких, «щільних» орбітах навколо своїх батьківських зірок. Саме ця близькість до зірки робить їх особливо вразливими до процесів орбітального розпаду та подальшого поглинання, коли зірка починає розширюватися. Їхні короткі орбітальні періоди (часто лише кілька днів) та потужна гравітаційна взаємодія з зіркою прискорюють процес втрати орбітальної енергії.

Це історичне спостереження має величезне значення для астрофізики. Воно не лише вперше надає прямі докази процесу поглинання планети зіркою, але й дозволяє перевірити та уточнити теоретичні моделі, що описують цей феномен. Розуміння механізмів орбітального розпаду та самої події поглинання допомагає краще зрозуміти еволюцію планетних систем загалом. Це особливо актуально в контексті майбутнього нашої власної Сонячної системи. За прогнозами, приблизно через 5 мільярдів років наше Сонце також вичерпає водень у своєму ядрі, почне розширюватися і перетвориться на червоного гіганта. Його зовнішні шари можуть досягти орбіти Землі, і наша планета, разом з Меркурієм та Венерою, може розділити долю спостережуваної екзопланети. Вивчення подібних подій в інших системах дає нам можливість зазирнути в далеке майбутнє нашого космічного дому.

Спостереження за допомогою JWST також підкреслює важливість передових технологій у сучасній астрономії. Без його безпрецедентної чутливості та здатності бачити в інфрачервоному діапазоні, що дозволяє проникати крізь пил і виявляти слабке теплове випромінювання, зафіксувати таку швидкоплинну та віддалену подію було б практично неможливо. Раніше астрономи мали лише непрямі свідчення поглинання планет, такі як хімічні аномалії в атмосферах деяких зірок або несподівані спалахи яскравості. Тепер же ми маємо пряме зображення наслідків цього процесу.

Подальші дослідження цієї системи та пошук аналогічних подій в інших куточках галактики допоможуть науковцям краще зрозуміти частоту таких явищ, деталі фізичних процесів, що відбуваються під час взаємодії планети з розширеною зоряною оболонкою, та хімічний склад викинутої речовини. Це відкриття, зроблене завдяки космічному телескопу Джеймса Вебба, безсумнівно, стане важливим розділом у підручниках з астрофізики та еволюції планетних систем, нагадуючи нам про динамічну та часом руйнівну природу Всесвіту.