Śmierć gwiazdy musi być zjawiskowym wydarzeniem, ale z naszej perspektywy zdecydowanie istotniejsze jest, co dzieje się z jej otoczeniem. Dotąd jedynie spekulowano, jak przebiega taki proces i co czeka krążące wokół gwiazd planety. Wątpliwości rozwiera jednak grupa amerykańskich astrofizyków, którzy wyniki swych obserwacji opisali w artykule świeżo opublikowanym na łamach "Nature".
Koniec świata w najdosłowniejszym znaczeniu jest nieunikniony. Potencjalnie, wraz z rozwojem technologicznym pozwalającym na podróże poza granice rodzimego układu planetarnego, można zamienić świat na inny, ale to niczego nie zmieni. Wszystkie gwiazdy w końcu czeka ten sam los, czyniąc egzystencję powolną, wszak trwającą miliardy lat, ale jednak ucieczką. Ucieczką przed nieuniknionym. W przypadku Ziemi mamy jeszcze trochę czasu – szacuje się, że Słońce umrze za około pięć miliardów lat. A my wraz z nimi. Jak jednak wygląda koniec świata?
Na to pytanie długo nie było pewnej odpowiedzi
Astrofizyka ma to do siebie, że funkcjonujące w jej ramach hipotezy latami czekają na potwierdzenia bądź falsyfikację. Kolejni przedstawiciele tej dziedziny snując więc twierdzenia, niejednokrotnie poświęcając życia na ich weryfikację. Zdarza się jednak i tak, że – zwłaszcza wraz z rozwojem technologii – odpowiedzi przychodzą do nas same. Wystarczy wpatrzyć się w kosmos, by ten odpowiedział.
Naukowcy przewidywali, jak wygląda potencjalny koniec świata. Wiedzieli, że proces śmierci gwiazdy prawdopodobnie jest dość powtarzalnym zjawiskiem i na pewnym etapie zakłada wielokrotnie powiększenie się obiektu, skutkujące wchłonięciem krążących wokół planet. To, rzecz jasna, oznacza ich kres. Z dużym prawdopodobieństwem wiadomym było zatem, jak giną układy planetarne, ale też co z nich pozostaje. Po raz pierwszy udało się jednak zaobserwować przebieg tego wydarzenia.
Teraz astrofizycy mogą powiedzieć z dużo większą pewnością, że jest to prawdopodobnie regularne zjawisko, zdarzające się może nawet kilka razy w roku. Ich obserwacje mogą natomiast pomóc w wyjaśnieniu, kiedy i jak zachodzi ta konsumpcja, w jaki sposób te posiłkiwpływają na gwiazdy i co to może oznaczać dla przyszłości naszego Układu Słonecznego.
Koniec świata jest dość poetycki zdaniem jednego z odkrywców
W 2020 roku Kishalay De (Kavli Institute for Astrophysics and Space Research na MIT) przeglądał dane z Zwicky Transient Facility – należącego do Caltech obserwatorium w Kalifornii – kiedy zobaczył coś, co nie miało sensu. Szukał oznak erupcji gwiazd – lub nowych – często powodowanych, gdy dwie orbitujące gwiazdy odrywają od siebie kawałki masy, powodując rozbłyski światła około tysiąc razy jaśniejsze niż same gwiazdy. Ale jeden gwiezdny fajerwerkodkryty przez De był znacznie słabszy, tylko stukrotnie jaśniejszy.
De podejrzewał, że był świadkiem pochłaniania przez gwiazdę planety. I miał kilka dowodów na poparcie tego: potem gwiazda została otoczona chmurą pyłu – fragmentów czegoś skalistego, a nie gazowego – oraz zimnym gazem. Novae wyrzucają gorący gaz, a nie zimny.
Tak więc, aby potwierdzić teorię gwiazdy zjadającej planety (w którą De początkowo wątpił), skontaktował się z MacLeodem, który specjalizuje się w projektowaniu modeli obliczeniowych, które mogą symulować kolizje gwiazd w bezpiecznej cyberprzestrzeni. Po zrekonstruowaniu katastrofy MacLeod odkrył, że wszystko – od jasności po emitowaną energię i wyrzuconą masę – było dalekie od miejsca, w którym powinno być dla dwóch zderzających się gwiazd. Sama energia była około 1000 razy mniejsza.
W ciągu następnych kilku lat zespół pracował nad wykluczeniem każdej innej możliwości. „Na niebie jest mnóstwo innych rzeczy, które robią boom” — powiedział De. A to wymagało sprawdzenia ich obserwacji z nowymi danymi z Obserwatorium Kecka na Hawajach, Obserwatorium Palomar i kosmicznego teleskopu NASA na podczerwień, NEOWISE.
Dane NEOWISE dostarczyły dużej wskazówki. Dzięki podczerwieni zespół mógł lepiej przyjrzeć się zimniejszym materiałom, w tym wyrzucanemu pyłowi. I te dane rozwiały ostatnie wątpliwości: były to okruchy gwiazdy zjadającej swoją planetę.
Gwiazdy ewoluują przez miliony lat...
Starzejąc się, pęcznieją w czerwone olbrzymy, co zajmuje dziesiątki tysięcy lat. „Nagle wszystko idzie nie tak w ciągu kilku minut” — powiedział MacLeod. Kiedy linia ich głodnej gwiazdy znalazła się wystarczająco blisko pobliskiej planety, która była tak blisko, że okrążyła swojego gospodarza w mniej niż dzień, planeta była wciągana coraz szybciej, ulegając w ciągu kilku dni.
Obliczenia wykazały, że gwiazda prawdopodobnie pochłonęła gazowego olbrzyma wielkości Jowisza. Ta planeta była wystarczająco duża, aby spowodować jasny, jeśli nie jakość nowej, błysk. Ale nasz własny układ słoneczny może upaść z niewielkimi fanfarami. Kiedy nasze słońce pochłonie najbliższe małe planety, ten mini posiłek nie spowoduje prawie żadnych zakłóceń, powiedział MacLeod. Nasze słońce ledwie beka.
W przeciwieństwie do większości ludzi, którzy wpatrują się w gwiazdy, MacLeod, który zakochał się w astronomii, kiedy spojrzał przez teleskop swojego taty do obserwacji ptaków i wypatrzył pasy Jowisza, nie postrzega przestrzeni jako miejsca statycznego. „Są różne rzeczy, które cały czas się zmieniają” – powiedział. Problem dla astronomów polega na wyborze fajerwerków do zbadania.
Kilka lat po pierwotnej iskrze zespół ponownie sprawdził swoją gwiazdę pożerającą planety, która skurczyła się do pierwotnego rozmiaru. „Prawie jakby gwiazda zjadła planetę i zapomniała o niej” — powiedział De. Ale on i MacLeod wciąż mogą dowiedzieć się więcej z tej pierwszej w historii obserwacji. De ma nadzieję dowiedzieć się więcej o pochłoniętej planecie i sprawdzić, czy ta planeta zanieczyściła gwiazdę. MacLeod planuje wykorzystać te świeże dane eksperymentalne do opracowania dokładniejszych modeli dynamiki gazu. Modele te mogą pomóc naukowcom w polowaniu na więcej planetożernych gwiazd (co De i MacLeod absolutnie planują zrobić) i zbadaniu pytań takich jak: Co się stanie, gdy skalista planeta zostanie połknięta?
