Телескоп Джеймса Уэбба изучил планету, поглощённую звездой, и сделал неожиданное открытие

Наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА за тем, что считается первым в истории зафиксированным событием поглощения планеты, выявили горячий аккреционный диск, окружающий звезду, с расширяющимся облаком более холодной пыли, окутывающим сцену. Уэбб также показал, что звезда не раздулась, чтобы поглотить планету, но орбита планеты на самом деле медленно уменьшалась с течением времени, как показано в этой концепции художника. Автор: NASA, ESA, CSA, R. Crawford (STScI)

«Поскольку это настолько новое событие, мы не совсем знали, чего ожидать, когда решили направить телескоп в его сторону», — сказал Райан Лау, ведущий автор новой статьи и астроном из NSF NOIRLab (Национальная лаборатория оптико-инфракрасных астрономических исследований Национального научного фонда) в Тусоне, штат Аризона. «Благодаря его высокоразрешающему взгляду в инфракрасном диапазоне мы получаем ценную информацию о конечных судьбах планетных систем, возможно, включая нашу собственную».

Два прибора на борту Webb провели вскрытие места происшествия — MIRI (инструмент среднего инфракрасного диапазона) и NIRSpec (спектрограф ближнего инфракрасного диапазона) Webb. Исследователи смогли прийти к своему заключению, используя двухсторонний следственный подход.

Другая история

Звезда в центре этой сцены расположена в галактике Млечный Путь на расстоянии около 12 000 световых лет от Земли.

Яркое событие, официально названное ZTF SLRN-2020, изначально было замечено как вспышка оптического света с помощью Zwicky Transient Facility в Паломарской обсерватории в Сан-Диего, Калифорния. Данные от NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) НАСА показали, что звезда на самом деле стала ярче в инфракрасном диапазоне за год до оптической вспышки света, что указывает на присутствие пыли.

Первоначальное исследование 2023 года привело исследователей к выводу, что звезда больше похожа на Солнце и на протяжении сотен тысяч лет находилась в процессе старения, превращаясь в красного гиганта, медленно расширяясь по мере истощения своего водородного топлива.

Однако MIRI Уэбба рассказал другую историю. Благодаря мощной чувствительности и пространственному разрешению Уэбб смог точно измерить скрытое излучение звезды и ее ближайших окрестностей, которые находятся в очень густонаселенной области космоса. Исследователи обнаружили, что звезда была не такой яркой, как должна была быть, если бы она превратилась в красного гиганта, что указывает на отсутствие разбухания, способного поглотить планету, как считалось ранее.

Реконструкция сцены

Исследователи предполагают, что в какой-то момент планета была размером с Юпитер, но вращалась довольно близко к звезде, даже ближе, чем орбита Меркурия вокруг нашего Солнца. На протяжении миллионов лет планета вращалась все ближе и ближе к звезде, что привело к катастрофическим последствиям.

«В конце концов планета начала задевать атмосферу звезды. Затем с этого момента начался неуправляемый процесс падения, который становился все быстрее», — сказал член команды Морган Маклеод из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и Массачусетского технологического института в Кембридже, штат Массачусетс. «Планета, падая, начала как бы размазываться вокруг звезды».

В своем последнем приводнении планета вырвала бы газ из внешних слоев звезды. По мере того, как она расширялась и охлаждалась, тяжелые элементы в этом газе конденсировались в холодную пыль в течение следующего года.

Схематическая иллюстрация интерпретации до и после поглощения ZTF SLRN-2020. Автор: The Astrophysical Journal (2025). DOI 10.3847/1538-4357/adb429

Проверка остатков

Хотя исследователи ожидали расширяющегося облака более холодной пыли вокруг звезды, наблюдение с помощью мощного NIRSpec выявило горячий околозвездный диск молекулярного газа ближе. Более того, высокое спектральное разрешение Уэбба позволило обнаружить определенные молекулы в этом аккреционном диске, включая оксид углерода.

«С таким революционным телескопом, как Webb, мне было трудно строить какие-либо ожидания относительно того, что мы обнаружим в непосредственном окружении звезды», — сказала Колетт Салик из колледжа Вассара в Покипси, штат Нью-Йорк, исследователь экзопланет и соавтор новой статьи.

«Я бы сказал, что не ожидал увидеть нечто, имеющее характеристики региона формирования планет, хотя планеты здесь не формируются, в результате поглощения».

Возможность охарактеризовать этот газ открывает перед исследователями еще больше вопросов о том, что на самом деле произошло после того, как планета была полностью поглощена звездой.

«Это действительно пропасть в изучении этих событий. Это единственное, что мы наблюдали в действии, и это лучшее обнаружение последствий после того, как все успокоилось», — сказал Лау. «Мы надеемся, что это только начало нашей выборки».

Эти наблюдения, проведенные в рамках программы Guaranteed Time Observation 1240, которая была специально разработана для изучения серии загадочных внезапных событий повышения яркости инфракрасного излучения, были одними из первых программ Target of Opportunity, выполненных Уэббом.

Эти типы исследований зарезервированы для событий, таких как взрывы сверхновых, которые, как ожидается, произойдут, но исследователи точно не знают, когда и где. Космические телескопы НАСА являются частью растущей международной сети, которая готова наблюдать эти мимолетные изменения, чтобы помочь нам понять, как работает Вселенная.

Исследователи рассчитывают пополнить свою выборку и идентифицировать будущие события, подобные этому, с помощью будущей обсерватории имени Веры К. Рубин и космического телескопа НАСА «Нэнси Грейс Роман», которые будут многократно обследовать большие участки неба, чтобы выявить изменения с течением времени.

Больше информации: Ryan M. Lau et al, Revealing a Main-sequence Star that Consumed a Planet with JWST, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adb429. iopscience.iop.org/article/10. … 847/1538-4357/adb429

Источник: NASA