Dünyanın nihai kaderinin olası önizlemesi

Gökbilimciler, evrimlerinin çeşitli aşamalarındaki sayısız yıldızı inceleyerek, yıldızların yaşam döngüsü ve yaşlandıkça çevrelerindeki gezegen sistemleriyle nasıl etkileşime girdikleri hakkında bir anlayış geliştirmeyi başardılar. Bu araştırma, güneş benzeri bir yıldızın ömrünün sonuna yaklaştığında, orijinal boyutunun 100 ila 1000 katı kadar genişlediğini ve sonunda sistemin iç gezegenlerini yuttuğunu doğruluyor. Bu tür olayların Samanyolu’nun tamamında her yıl yalnızca birkaç kez meydana geldiği tahmin edilmektedir. Geçmiş gözlemler, gezegensel yutulmaların sonuçlarını doğrulasa da, gökbilimciler şimdiye kadar hiç birini iş başında yakalamamışlardı.

NSF’nin NOIRLab’i tarafından işletilen Uluslararası İkizler Gözlemevi’nin yarısı olan Gemini Güney’deki Gemini Güney Adaptif Optik Görüntüleyici’nin (GSAOI) gücüyle gökbilimciler, ölmekte olan bir yıldızın gezegenlerinden birini yutmak üzere genişlediğine dair ilk doğrudan kanıtı gözlemlediler. Bu olayın kanıtı, Dünya’dan yaklaşık 13.000 ışıkyılı uzaklıkta Samanyolu’ndaki bir yıldızdan gelen “uzun ve düşük enerjili” bir patlamada bulundu. Bir gezegenin dolup taşan bir yıldız tarafından yutulması olan bu olay, güneşimiz yaklaşık beş milyar yıl sonra can çekişmeye başladığında muhtemelen Merkür, Venüs ve Dünya’nın nihai kaderinin habercisidir.

NOIRLab astronomu ve dergide yayınlanan bu çalışmanın ortak yazarı Ryan Lau, “Bu gözlemler, Samanyolu’muzda gezegenlerini zaten tüketmiş olan milyarlarca yıldızı bulma ve inceleme konusunda yeni bir bakış açısı sağlıyor” diyor. Doğa.

Güneş benzeri bir yıldız, ömrünün büyük bir bölümünde sıcak, yoğun çekirdeğinde hidrojeni helyuma dönüştürerek yıldızın dış katmanlarının ezici ağırlığına karşı geri itilmesini sağlar. Çekirdekteki hidrojen tükendiğinde, yıldız helyumu karbona dönüştürmeye başlar ve hidrojen füzyonu yıldızın dış katmanlarına geçerek genişlemelerine ve güneş benzeri yıldızı kırmızı bir deve dönüştürmesine neden olur.

Ancak böyle bir dönüşüm, herhangi bir iç sistem gezegeni için kötü bir haber. Yıldızın yüzeyi sonunda gezegenlerinden birini içine alacak şekilde genişlediğinde, etkileşimleri muhteşem bir enerji ve madde patlamasını tetikleyecektir. Bu süreç ayrıca gezegenin yörünge hızını frenleyerek yıldızın içine dalmasına neden olur.

Bu olayın ilk ipuçları, Zwicky Geçici Tesisinden alınan optik görüntülerle ortaya çıkarıldı. Patlamaları ve diğer geçici olayları aramak için tozlu ortamlara bakabilen NASA’nın Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer’ından (NEOWISE) arşiv kızılötesi kapsama alanı, daha sonra ZTF SLRN-2020 adlı yutulma olayını doğruladı. Makalenin başka bir ortak yazarı olan NOIRLab astronomu Aaron Meisner, “Ekibimizin NEOWISE’den gelen tüm gökyüzü kızılötesi haritalarının özel yeniden analizi, arşiv araştırması veri setlerinin geniş keşif potansiyelini örnekliyor” dedi.

Bir gezegen yutma patlamasını, güneş patlaması tipi olaylar ve koronal kütle fırlatmaları gibi diğer patlama türlerinden ayırt etmek zordur ve bir patlamanın yerini tam olarak belirlemek için yüksek çözünürlüklü gözlemler ve parlaklığının uzun vadeli ölçümlerini gerektirir. yakındaki yıldızlardan kaynaklanan kirlilik.

Gemini South, uyarlanabilir optik yetenekleri sayesinde bu temel verileri sağladı.

NSF Gemini Gözlemevi program direktörü Martin Still, “Güney Gemini Evren anlayışımızı genişletmeye devam ediyor ve bu yeni gözlemler kendi gezegenimizin geleceği için tahminleri destekliyor” dedi. “Bu keşif, birinci sınıf teleskop operasyonlarını ve en ileri bilimsel işbirliğini birleştirdiğimizde başarabileceğimiz başarıların harika bir örneği.”

Massachusetts Institute of Technology’den bir astronom olan Kishalay De, “Bu devrim niteliğindeki yeni optik ve kızılötesi araştırmalarla, artık bu tür olayların kendi Samanyolu’muzda gerçek zamanlı olarak gerçekleştiğine tanık oluyoruz – bu, bir gezegen olarak neredeyse kesin geleceğimizin bir kanıtıdır” dedi. ve makalenin baş yazarı.

Yutma patlaması yaklaşık 100 gün sürdü ve ışık eğrisinin özellikleri ile fırlatılan malzeme, gökbilimcilere yıldızın ve yutulan gezegenin kütlesi hakkında fikir verdi. Fırlatılan malzeme, yaklaşık 33 Dünya kütlesi hidrojen ve yaklaşık 0,33 Dünya kütlesi tozdan oluşuyordu. Lau, “Bu, gezegeni yiyen yıldız sayesinde daha fazla yıldız ve gezegen oluşturan materyalin yıldızlararası ortama geri dönüştürülmesi veya dışarı atılması anlamına geliyor” dedi. Bu analizden ekip, ata yıldızın güneşimizin kütlesinin yaklaşık 0,8−1,5 katı ve yutulan gezegenin Jüpiter’in kütlesinin 1−10 katı olduğunu tahmin etti.

Artık bir gezegen yutulmasının imzaları ilk kez tanımlandığına göre, gökbilimciler kozmosun başka yerlerinde meydana gelen benzer olayları aramak için kullanabilecekleri gelişmiş ölçümlere sahipler. Bu, özellikle Vera C. Rubin Gözlemevi 2025’te faaliyete geçtiğinde önemli olacak. Örneğin, kimyasal kirliliğin kalıntı yıldız üzerinde gözlemlenen etkileri, başka bir yerde görüldüğünde, bir yutulmanın gerçekleştiğine dair ipucu verebilir. Bu olayın yorumlanması, bizimki de dahil olmak üzere gezegen sistemlerinin evrimi ve nihai kaderi hakkındaki anlayışımızda eksik bir halka olduğuna dair kanıt sağlar.

Lau, “Varlığımızın geçiciliğini anlatan bu sonuçlarda oldukça dikkate değer bir şey olduğunu düşünüyorum” diyor. “Güneş sistemimizin ömrünü kapsayan milyarlarca yıldan sonra, kendi son aşamalarımız muhtemelen yalnızca birkaç ay süren son bir flaşla sonuçlanacak.”