Rahasia bintang yang memakan planetnya

Matahari telah memberi makan kehidupan di bumi, tetapi tidak akan ramah selamanya. Lima miliar tahun ke depan, bintang tata surya kita akan tumbuh begitu masif sehingga Merkurius, Venus, dan mungkin Bumi akan ditelan utuh.

Ini mungkin tampak seperti akhir yang memalukan bagi rumah kita tercinta. Tetapi para ilmuwan percaya bahwa proses “perendaman planet”, di mana bintang-bintang melahap planet mereka, adalah umum dalam siklus hidup sistem bintang.

Para peneliti menyebutnya “bintang kanibal” (meskipun mereka adalah planet yang memakannya, bukan bintang lain), dan mereka mungkin menjelaskan misteri dalam astronomi, formasi orbit yang aneh, dan cahaya bintang yang tercemar yang telah membingungkan para ilmuwan selama bertahun-tahun. Tapi ada daya tarik yang lebih mendasar: Mempelajari burung layang-layang dapat membantu kita memahami nasib jangka panjang Bumi dan memberikan petunjuk dalam pencarian kehidupan di luar bumi. Apa yang bisa lebih manusiawi daripada memprediksi akhir dunia dan memikirkan apakah kita sendirian di alam semesta?

kata Ricardo Yarza, seorang mahasiswa pascasarjana di bidang astronomi di University of California, Santa Cruz, yang mempelajari planet menelan. “Selalu menarik untuk membayangkan sebuah peradaban yang menyadari hal ini, seperti kita, dan menyadari bahwa pada titik tertentu Anda harus meninggalkan rumah.”

Bintang datang dalam banyak varietas termasuk katai tebal dan raksasa hiper-mengkilap. Harapan hidup dan nasib akhir sebuah bintang — dan oleh karena itu setiap planet yang mengorbitnya — terkait dengan massanya: katai merah dapat hidup selama triliunan tahun, sementara bintang masif meledak dalam beberapa juta.

Bintang seukuran matahari Mereka memulai ritual kematian ketika mereka kehabisan hidrogen, menyebabkan batas mereka meluas ratusan kali. Selama fase “raksasa merah”, banyak bintang melahap planet dalam mereka sebelum menghabiskan sisa bahan bakarnya.

Raksasa merah, ditemukan sekitar seabad yang lalu, terkadang muncul dalam cerita fiksi ilmiah sebagai latar belakang yang tidak menyenangkan Untuk peradaban terkutuk atau visi tata surya kita masa depan yang jauh. Meskipun kita sering membayangkan kiamat bintang-bintang maju, proses menelan planet yang sebenarnya tetap diselimuti misteri.

Dengan demikian Pada awal tahun 1967Misalnya, para astronom berpikir tentang “nasib akhir materi planet” yang ditelan oleh bintang-bintang. Tetapi mereka hanya bisa berspekulasi, sebagian karena para ilmuwan tidak dapat memastikan bahwa planet-planet mengorbit bintang lain sampai tahun 1990-an.

Dari dulu, 5000 exoplanet yang menakjubkan Itu terdeteksi oleh misi seperti Observatorium Luar Angkasa Kepler NASA, mengantarkan pemahaman baru tentang berbagai cara di mana sistem bintang berevolusi dan bagaimana mereka akhirnya mati. Observatorium generasi berikutnya di Bumi dan sekitarnya, termasuk observatorium yang baru beroperasi Teleskop Luar Angkasa James Webbakan menggambarkan dunia ini dalam detail yang belum pernah terjadi sebelumnya, menjelaskan kemungkinan untuk menampung kehidupan.

Kelimpahan exoplanet yang diketahui, terutama yang berada di orbit sempit, menunjukkan bahwa kehidupan banyak dunia akan berakhir di dalam perut bintang induknya. Namun ada banyak celah dalam pengetahuan para astronom karena sulitnya menangkap bintang saat melahap planet. Menetapkan model untuk peristiwa engulfing juga menantang, sebagian karena perbedaan ekstrim antara ukuran bintang dan makanan planet mereka.

kata Pak Yarza, yang memperkenalkan pencarian baru Tentang itu sebelum American Astronomical Society pada bulan Juni. “Apa yang terjadi pada planet yang menelan?” Apakah beberapa dari mereka bertahan? Apakah mereka semua akan dihancurkan? Apa yang terjadi pada bintang sebagai akibat dari konsumsi? “

Untuk menerapkan beberapa skenario ini, Mr. Yarza dan rekan memodelkan planet menelan yang lebih besar dari Jupiter dalam studi mereka, yang Dikirim ke Jurnal Astrofisika. Untuk menjelaskan perbedaan dalam ukuran bintang dan planet, para peneliti mengembangkan pendekatan yang menetap di wilayah luar gas bintang di mana planet pertama kali menelan.

Hasilnya menunjukkan bahwa bintang dengan planet masif terkadang dapat menggerogoti lebih banyak daripada yang bisa mereka kunyah, dengan konsekuensi serius bagi kedua tubuh. Sementara dunia seukuran Bumi melahapnya tanpa gembar-gembor, planet yang jauh lebih besar dari Jupiter dapat menampung beberapa bintang di dalamnya.

Bayangkan salah satu planet Uber ini di mana ia akhirnya diambil alih oleh pinggiran bintang yang telah dicetaknya selama miliaran tahun. Gas berputar dalam pusaran di mana mereka bertemu tubuh. Saat ilmuwan besar turun ke neraka, dia mentransfer momentumnya ke bintang. Ketidakstabilan yang timbul dari pertukaran ini dapat membuat bintang begitu tidak terlihat sehingga mengeluarkan atmosfer bintangnya ke luar angkasa dan kemudian runtuh menjadi katai putih yang mati.

Urutan ini bisa menjelaskan pengamatan “membingungkan” dari Planet-planet yang mengorbit dekat Pak Yarza berkata tentang katai putih. Tidak jelas bagaimana dunia ini selamat dari kematian bintang mereka. Model-model baru mengisyaratkan jawabannya: sebuah planet raksasa yang tenggelam, setelah merangsang pengusiran lapisan luar bintang, dapat didorong ke orbit baru yang lebih rapat sehingga tidak akan terbakar sepenuhnya.

Itu menjadi lebih aneh: beberapa planet raksasa yang melepaskan percikan pembunuh bintang juga dapat menciptakan dunia baru saat mereka diperkuat dalam tungku bintang. “Anda dapat memiliki sebuah planet yang menelan, dan kemudian mengeluarkan beberapa materi, dan materi itu dapat membentuk piringan di sekitar bintang yang membentuk planet baru,” kata Yarza, menggambarkan planet baru itu sebagai “bangkit dari abu.” Dia menambahkan, “Anda memiliki sebuah planet yang dihancurkan, tetapi hal itu cukup membuat sebuah planet baru keluar darinya.”

Pengamatan aneh lainnya termasuk versi bintang dari pepatah “Anda adalah apa yang Anda makan”: bintang menjadi kaya akan elemen planet seperti lithium, memungkinkan para astronom untuk mengidentifikasi bintang kanibal dengan sidik jari kimia yang tercetak dalam cahaya mereka.

kata Melinda Soares Furtado, seorang rekan postdoctoral NASA di University of Wisconsin-Madison dan rekan penulis buku studi. “Tapi tanda tangan yang tersisa dapat diamati lebih lama – bahkan miliaran tahun.”

Sistem bintang dua, yang dikenal sebagai dioda, adalah lingkungan yang ideal untuk mencari bukti konsumsi tiba-tiba. Bintang ganda biasanya lahir bersama dari awan gas dan debu yang sama, yang membuatnya identik secara kimiawi. Tetapi sekitar 25% hingga 30% bintang mirip matahari dalam biner memiliki sinyal anomali yang merupakan “sumber ketegangan antara teori dan pengamatan,” Menurut sebuah studi tahun 2021 Diterbitkan di Astronomi Alam.

Lorenzo Spina, astrofisikawan di Astronomical Observatory of Padua di Italia dan penulis studi itu, percaya bahwa perbedaan kimia ini dapat mengungkapkan sisa-sisa dunia tanpa tubuh. Meskipun tidak jelas seberapa sering planet mengalami kiamat ini – jalur tabrakan dengan bintang – itu bisa menjadi faktor utama dalam menilai potensi kelayakhunian sistem lain.

“Kami tidak menginginkan situasi ini ketika kami sedang mencari sistem planet yang dapat menampung kehidupan,” kata Dr. Spina. “Kami ingin menemukan bintang yang menampung sistem planet ‘membosankan’, katakanlah, seperti sistem planet kita sendiri, yang kita tahu tidak banyak berubah di masa lalu.”

Di sisi lain, pembubaran dan campuran dunia dalam bintang saat mereka tenggelam dapat membuka jendela langka ke dalam komponen bagian dalam planet luar.

“Itu akan sangat bagus karena susunan kimiawi planet ini sangat penting bagi kehidupan untuk berkembang, tentu saja,” kata Dr. Spina.

Ketika memikirkan tentang burung layang-layang epik ini, sulit untuk tidak bertanya-tanya apakah ada peradaban luar angkasa yang dilemparkan begitu saja ke bintang mereka atau dipaksa untuk bermigrasi ke kedalaman sistem bintang mereka, pindah ke dunia baru yang dapat dihuni dengan kehangatan raksasa merah yang maju. Dalam lima miliar tahun, dunia luar yang membeku di tata surya kita dapat diberi makan oleh matahari, bahkan ketika planet-planet dalamnya dikonsumsi.

Dr. Soares Furtado mengatakan menelan adalah “nasib Merkurius dan Venus di tata surya kita, jika Anda mempercepat waktu dan melihat apa yang terjadi pada matahari.” “Anda memiliki Jupiter, Saturnus, dan Uranus semua duduk di zona layak huni yang bagus” sekaligus, tambahnya.

Dengan teleskop baru, katanya, para ilmuwan akan mendapatkan “lebih banyak gambaran tentang tahap-tahap selanjutnya.”