Astronomen zien een ster zijn eigen planeet opeten
De actie op 12000 lichtjaar afstand kan een voorbode zijn van wat er over 5 miljard jaar met de Aarde gebeurt.
Astronomen zijn vermoedelijk voor het eerst getuige geweest van een zonachtige ster die een planeet verslindt, dit werpt licht op het lot dat de Aarde over ongeveer 4 miljard jaar zal overkomen wanneer onze stervende zon opzwelt om onze wereld te overspoelen. Dit schrijft een nieuw onderzoek.
Door ontelbare sterren tijdens verschillende stadia van hun evolutie te analyseren, hebben astronomen ontdekt dat naarmate onze zon en sterren het einde van hun leven naderen, ze hun primaire brandstofbron, de waterstof in de buurt van hun kernen, beginnen uit te putten. Dit zorgt ervoor dat hun kernen samentrekken en hun buitenste schillen uitzetten en afkoelen. Tijdens deze fase van de “rode reus” kunnen deze sterren ergens tussen de 100 en 1000 keer hun oorspronkelijke diameter opzwellen, waarbij ze dicht bij zijnde planeten opslokken.
Astronomen weten dat dit moet gebeuren met alle planeten die op afstanden draaien die kleiner zijn dan die van de Aarde, maar het werd als buitengewoon uitdagend beschouwd om hiervoor experimenteel bewijs te vinden.
Decennialang hebben astronomen sporen gevonden van sterren net voor en kort na het consumeren van planeten. Onderzoekers hadden tot nu toe echter nog nooit een ster op heterdaad betrapt.
Het is een grote verrassing voor de onderzoekers dat ze überhaupt een ster hebben kunnen betrappen. Het opslokken van planeten is altijd een fundamentele voorspelling geweest in ons begrip van sterren en planeten, maar hun frequentie was zeer onzeker. Het is dus altijd spannend om voor het eerst een potentieel zeldzame gebeurtenis te vinden.
In het nieuwe onderzoek bereikten de astronomen hun doorbraak na het onderzoeken van een uitbarsting van straling, genaamd ZTF SLRN-2020. Deze uitbarsting vond in 2020 plaats in de schijf van ons sterrenstelsel op een afstand van ongeveer 12.000 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Arend – Aquila. Tijdens de gebeurtenis werd een ster in de loop van een week met een factor 100 helderder.
Het onderzoek startte in 2020 maar de onderzoekers waren niet specifiek naar dit soort gebeurtenissen op zoek. Ze zochten naar nova’s, veel algemenere uitbarstingen van sterren. Nova’s zijn sterexplosies die plaatsvinden als een rode reus zijn brandstof verliest aan een begeleidende witte dwerg.
De oorspronkelijke ontdekking werd gedaan door gegevens van de Zwicky Transient Facility te bestuderen. De ZTF wordt bedreven door de Palomar sterrenwacht van het California Institute of Technology. De Zwicky Transient Facility scant de sterrenhemel op zoek naar sterren die snel in helderheid veranderen; dit kan duiden op nova’s.
Om meer te weten te komen over ZTF SLRN-2020 werd het spectrum van het licht van de heldere uitbarsting geanalyseerd. De onderzoekers waren verrast om te zien dat deze bron, in tegenstelling tot een nova, die heet gas om zich heen heeft, voornamelijk omringd was door koel gas.
Koel gas van dergelijke uitbarstingen is vaak het gevolg van fuserende sterren. Toen de onderzoekers keken naar gegevens van dezelfde ster die door de Keck sterrenwacht waren verzameld, vonden ze ook molecule die alleen kunnen bestaan bij zeer koude temperaturen.
Koud gas kan na verloop van tijd condenseren en stof vormen. Ongeveer een jaar na de eerste ontdekking analyseerden de astronomen gegevens van dezelfde ster, deze keer verzameld met behulp van een infraroodcamera van de Palomar sterrenwacht. Infraroodgegevens kunnen signalen van kouder materiaal opleveren, in tegenstelling tot heldere, zichtbare lichtsignalen die vaak afkomstig zijn van nova’s en andere krachtige gebeurtenissen.
De wetenschappers ontdekten dat de korte uitbarsting van zichtbaar licht van de ster gepaard ging met buitengewoon heldere, nabij-infrarode lichtsignalen die in de loop van zes maanden langzaam vervaagden. Dit bevestigde het vermoeden dat er inderdaad veel stof was gevormd.
Het laatste stukje van de puzzel kwam toen de onderzoekers gegevens onderzochten die waren verzameld door NEOWISE, de infrarood ruimtetelescoop van de NASA. Dit suggereerde dat de totale hoeveelheid energie die de ster vrijgaf sinds de eerste uitbarsting verrassend klein was – ongeveer een duizendste van de omvang van enige sterfusie die in het verleden is waargenomen.
Het betekent dat alles wat met de ster is samengevoegd, 1000 keer kleiner moet zijn dan elke andere ster die men ooit heeft gezien. En het is een gelukkig toeval dat de massa van Jupiter ongeveer een duizendste is van de massa van de Zon. De onderzoekers realiseerden zich toen dat het om een planeet moest gaan die tegen zijn ster botste.
Op basis van de aard van de uitbarsting schatten de astronomen dat de gebeurtenis waterstof vrijmaakte aan ongeveer 33 keer de massa van de Aarde, evenals ongeveer 0,33 aardmassa’s aan stof. Hieruit suggereren ze dat de voorloperster ongeveer 0,8 tot 1,5 keer de massa van onze Zon had en de verzwolgen planeet ongeveer 1 tot 10 keer de massa van Jupiter.
De Aarde zal naar verwachting hetzelfde lot ondergaan als de Zon over ongeveer 5 miljard jaar een rode reus wordt.
Als je op een planeet zou zitten op 10.000 lichtjaar afstand, zou je in feite een soortgelijke lichtflits van het zonnestelsel zien – een beetje ingetogen vergeleken met deze omdat de Aarde veel minder massief is dan een planeet als Jupiter, wat is wat men denkt dat betrokken was bij deze gebeurtenis – wat de betekenis van deze ontdekking in een menselijk perspectief plaatst, aldus de onderzoekers.
Deze ontdekking roept veel vragen op: heeft de planeet de duik overleefd of is hij tijdens de duik vernietigd in het interstellaire materiaal. Is de planeet in contact gekomen met het oppervlak van de ster vanwege de natuurlijke uitdijing van de ster of heeft iets hem een heel klein duwtje gegeven om dicht bij de ster te komen? Al deze vragen zullen duidelijk worden naarmate er meer gegevens worden verkregen over dit object en in de toekomst meer van dergelijke gebeurtenissen worden waargenomen.
Nu wetenschappers waarschijnlijk weten hoe planetaire verzwelging eruit ziet kunnen ze in de toekomst naar soortgelijke gebeurtenissen zoeken, vooral omdat infrarood-onderzoeken de komende tien jaar steeds gebruikelijker gaan worden. Astronomen kunnen ook teruggaan naar dit systeem en kijken hoe de ster eruitziet. Werd de ster door de planeet vervuild? Werd de planeet rondgedraaid vanwege de energetische uitbarsting? Wat nog belangrijker is, de gegevens zelf bieden een fundamenteel startpunt voor de theorie om te proberen en begrijpen hoe planeten zelf hun gastheersterren beïnvloeden.
De bevindingen van de wetenschappers werden afgelopen week in het tijdschrift Nature gepubliceerd.
Eerste publicatie: 4 mei 2023
Bron: space.com & anderen
