Οι αστρονόμοι βρήκαν ισχυρές αποδείξεις ότι το TOI-5882, ένα αστέρι που μοιάζει με τον Ήλιο περίπου 1.300 έτη φωτός από τη Γη, έχει καταπιεί έναν από τους πλανήτες του.
Η ομάδα, με επικεφαλής την αστρονόμο Μπρουκ Κότεν από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, ανακάλυψε μια σημαντική ένδειξη για τη χημική σύνθεση του αστεριού. Το TOI-5882 περιέχει πολύ περισσότερο λίθιο από αυτό που θα περίμεναν κανονικά οι ερευνητές να βρουν σε ένα αστέρι του τύπου του.
«Τρώς ό,τι τρως, έτσι δεν είναι;» είπε ο Cotten, μεταπτυχιακός φοιτητής ερευνητής στο Τμήμα Αστρονομίας του UM και επικεφαλής συγγραφέας της νέας έκθεσης Astrophysical Journal. “Γνωρίζουμε ότι οι πλανήτες έχουν πολύ περισσότερο λίθιο στο υλικό τους από τα αστέρια. Έτσι, αν ένα αστέρι φάει έναν πλανήτη, θα πάρει ένα σωρό λίθιο.”
Η έρευνα υποστηρίχθηκε, εν μέρει, από ομοσπονδιακούς πόρους της NASA και του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών των ΗΠΑ.
Πώς καταβροχθίζουν τους πλανήτες
Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τον όρο engulfment για να περιγράψουν τι συμβαίνει όταν ένα αστέρι καταπιεί έναν πλανήτη. Αυτά τα γεγονότα εκτυλίσσονται εξαιρετικά γρήγορα σε κοσμικές χρονικές κλίμακες, μερικές φορές διαρκούν μόνο ημέρες ή εβδομάδες.
Επειδή η διαδικασία είναι τόσο σύντομη, οι επιστήμονες είναι απίθανο να πιάσουν ένα αστέρι σε αυτή την πράξη. Αντίθετα, πρέπει να ψάξουν για χημικά ίχνη και άλλα στοιχεία που παραμένουν μετά την εξαφάνιση του πλανήτη.
“Αυτό είναι που κάνει αυτό το πεδίο τόσο συναρπαστικό. Λύνετε πραγματικά ένα μυστήριο”, είπε ο Cotten, ο οποίος άρχισε να εργάζεται στην έρευνα ως μεταπτυχιακός φοιτητής στο πλαίσιο του προγράμματος Lamat στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Κρουζ. «Δεν μπορούμε απλώς να παρακολουθούμε το έγκλημα να συμβαίνει, γι’ αυτό πρέπει να δουλέψουμε με όλες τις ενδείξεις που μας δίνονται για να καταλάβουμε τη μονάδα».
Η εκμάθηση του τρόπου ανίχνευσης αυτών των γεγονότων μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να προσδιορίσουν πόσο συχνά επισκιάζουν πλανήτες και υπό ποιες συνθήκες μπορεί να συμβούν.
Το δικό μας ηλιακό σύστημα αναμένεται να έχει παρόμοια μοίρα στο μακρινό μέλλον. Σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια, ο Ήλιος θα φτάσει στο τέλος της ζωής του και θα επεκταθεί σε έναν κόκκινο γίγαντα. Καθώς μεγαλώνει, θα καταπιεί τον Ερμή, την Αφροδίτη και πιθανώς τη Γη.
Ένας καφέ νάνος μπορεί να παίξει κάποιο ρόλο
Το TOI-5882 δεν έχει επεκταθεί ακόμη αρκετά για να εξηγήσει πώς θα μπορούσε να καταπιεί έναν πλανήτη. Αυτό οδήγησε τους ερευνητές να εξετάσουν μια άλλη πιθανότητα.
Το αστέρι μπορεί να είχε βοήθεια.
Ένας τεράστιος μετεωρίτης περιφέρεται επίσης γύρω από το TOI-5882. Είναι περισσότερο από 20 φορές πιο μάζα από τον Δία, αλλά εξακολουθεί να είναι πολύ μικρό για να αναφλεγεί και να γίνει αληθινό αστέρι. Οι αστρονόμοι ταξινομούν αυτούς τους τύπους αντικειμένων ως καφέ νάνους.
Ο καφέ νάνος μπορεί να διατάραξε την τροχιά του πλανήτη που έλειπε και να τον έστειλε να βυθιστεί στο TOI-5882. Ο Kotten είπε ότι αυτή η πιθανότητα θα διερευνηθεί σε ξεχωριστή μελέτη.
Το λίθιο παρέχει ένα χημικό δακτυλικό αποτύπωμα
Το λίθιο παρέχει στους αστρονόμους ένα πολύτιμο μέσο για τη διερεύνηση της πλανητικής εμπλοκής. Τα αστέρια περιέχουν φυσικά λίγο λίθιο, αλλά οι πλανήτες συνήθως περιέχουν πολύ υψηλότερες συγκεντρώσεις του στοιχείου, δήλωσε ο Seth Jacobson, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης και επίκουρος καθηγητής στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν.
«Τα άτομα λιθίου που παραδίδονται σε ένα αστέρι από μια πλανητική έκλειψη είναι σαν τους λάτρεις των σπορ που φτάνουν σε ένα στάδιο», είπε. «Μπορεί να υπάρχουν ήδη κάποιοι θαυμαστές που φτάνουν νωρίς, που αντιπροσωπεύουν την αρχική ποσότητα λιθίου στην ατμόσφαιρα του άστρου, αλλά γρήγορα ξεπερνούν τον αριθμό τους».
Κρίνοντας από την ποσότητα λιθίου που ανιχνεύθηκε στο TOI-5882, οι ερευνητές εκτιμούν ότι ο πλανήτης που καταπίνει θα μπορούσε να βρίσκεται κάπου μεταξύ της μάζας κάποιας Γης και της μάζας του Ποσειδώνα.
«Το ότι μπορούμε να κοιτάξουμε ένα αστέρι 1.300 έτη φωτός μακριά και να πούμε με σιγουριά: «Αυτό το αστέρι έχει περισσότερο λίθιο από όσο περιμένατε», είναι απόδειξη τόσο της ακρίβειας των σύγχρονων οργάνων όσο και της αυστηρής ερμηνευτικής εργασίας για να κατανοήσουμε αυτό το σήμα», δήλωσε η Melinda Soares-Furtado, ανώτερη καθηγήτρια και επίκουρη καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο Wicon.
Σύγκριση TOI-5882 με παρόμοια αστέρια
Το έργο συγκέντρωσε 14 ερευνητές από τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Χιλή. Η ομάδα χρησιμοποίησε φασματοσκοπία για να αναζητήσει σημάδια λιθίου στο TOI-5882, μια μέθοδο που αναλύει το φως του για να αποκαλύψει τη χημική του σύσταση.
Οι παρατηρήσεις έχουν δείξει ότι το αστέρι έχει μεγάλη ποσότητα υλικού. Η επόμενη πρόκληση ήταν να αποδείξει ότι το στρώμα λιθίου του ήταν ασυνήθιστο για ένα αστέρι με παρόμοιες ιδιότητες.
Για να το ελέγξουν αυτό, οι ερευνητές συγκέντρωσαν μια ομάδα σύγκρισης 62 αστεριών με την ίδια ηλικία, μάζα και θερμοκρασία. Στη συνέχεια αξιολόγησαν το TOI-5882 σε σχέση με αυτά τα αστέρια χρησιμοποιώντας διαφορετικές μεθόδους.
“Και δεν είναι ότι πρέπει να επιλέγεις τα δεδομένα για να τα ξεχωρίσεις. Είναι ισχυρό”, είπε ο Soares-Furtado. “Ανεξάρτητα από το πώς το κόβετε, το TOI-5882 είναι τόσο πλούσιο σε λίθιο που εμφανίζεται τουλάχιστον ως το 97ο εκατοστημόριο.”
Ένα σπάνιο αστέρι που έχει διατηρήσει στοιχεία
Η εργασία βασίζεται σε προηγούμενη έρευνα του Soares-Furtado που εντόπισε τους τύπους των αστεριών που είναι πιο πιθανό να διατηρήσουν στοιχεία πλανητικής εμπλοκής.
Πολλά αστέρια είναι κακοί υποψήφιοι επειδή οι χημικές υπογραφές από πλανήτες που έχουν εκλείψει μπορεί να εξασθενίσουν ή να γίνουν δύσκολο να διακριθούν. Το TOI-5882, ωστόσο, φάνηκε να είναι ένα από τα σπάνια αστέρια των οποίων τα στοιχεία μπορούσαν ακόμη να ανιχνευθούν.
Μερικά αστέρια στην ομάδα σύγκρισης έδειξαν επίσης απροσδόκητα υψηλά επίπεδα λιθίου. Αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι η πλανητική προσαύξηση μπορεί να μην είναι η μόνη διαδικασία ικανή να εμπλουτίσει ένα αστέρι με λίθιο, γεγονός που εγείρει ένα άλλο ερώτημα για τους αστρονόμους να διερευνήσουν.
Για τον Cotten, η αβεβαιότητα είναι μέρος της έκκλησης.
«Όταν μεγάλωνα, ονειρευόμουν να γίνω ιδιωτικός ερευνητής», είπε. “Νομίζω ότι αυτό εξηγεί πολλά για το πού κατέληξα. Νιώθω σαν ντετέκτιβ.”
