Smutnou skutočnosťou vesmíru je, že nakoniec všetky hviezdy zomrú. A keď to urobia, čo sa stane s ich deťmi? Prognóza planét okolo umierajúcej hviezdy zvyčajne nie je dobrá, ale nová štúdia uvádza, že niektoré z nich môžu skutočne prežiť.
Skupina astronómov sa podrobnejšie zaoberala tým, čo sa stane, keď sa hviezdy, napríklad naše Slnko, stanú neskoro v živote. Ako sa ukazuje, môžu hustejšie planéty ako Zem prežiť túto udalosť. Ale iba ak sú v správnej vzdialenosti.
Tento nový výskum pochádza od astronómov v Astronomickej a astrofyzickej skupine na University of Warwick. Ich príspevok bol uverejnený v Mesačných oznámeniach Kráľovskej astronomickej spoločnosti. Názov je „Orbitálna relaxácia a vzrušenie planét, ktoré úhľadne interagujú s bielymi trpaslíkmi.“
Biely trpaslík je konečný stav hviezdy, ktorá nie je natoľko masívna, aby sa stala neutrónovou hviezdou. V našej Mliečnej dráhe sa asi 97% hviezd stane bielymi trpaslíkmi.
"Dokument je jednou z vôbec prvých špecializovaných štúdií, ktoré skúmajú prílivové účinky medzi bielymi trpaslíkmi a planétami."
Dimitri Veras, Univerzita vo Warwicku.
Keď hviezda vyčerpá palivo a stane sa bielym trpaslíkom, nejde o mierny prechod. Hviezda odfúka vonkajšiu vrstvu plynov a vytvára planetárnu hmlovinu. Týmto kataklyzmatickým plynným vylúčením môže byť násilne zničená akákoľvek obežná planéta.
Potom budú všetky prežívajúce telá vystavené veľkým prílivovým silám, ktoré sa vytvoria, keď sa hviezda zrúti do superhustého stavu bieleho trpaslíka. Slapové sily môžu priviesť akúkoľvek obežnú planétu na novú obežnú dráhu alebo ju dokonca úplne vysunúť zo slnečnej sústavy.
Zložením tohto deštruktívneho scenára sú smrtiace röntgenové emisie. Ak sú niektoré z obiehajúcich telies zničené alebo zbavené materiálu, môže tento materiál spadnúť do hviezdy a spôsobiť, že biely trpaslík vyžaruje röntgenové lúče. Je ťažké si predstaviť, že by nejaký život prežil prechod hviezdy na bieleho trpaslíka, ale ak by to tak nejako bolo, röntgenové lúče by boli pučom milosti. V každom prípade prostredie okolo bieleho trpaslíka nie je príjemné miesto.
Podľa tejto novej štúdie môžu niektoré planéty prežiť toto smrtiace prostredie, ak sú dostatočne husté a ak sú v správnej vzdialenosti.
Ich prežitie závisí od niečoho, čo sa vhodne nazýva „polomer zničenia.“ Polomer zničenia je „vzdialenosť od hviezdy, kde sa objekt, ktorý drží pohromade len svojou vlastnou gravitáciou, rozpadne v dôsledku prílivových síl“, tvrdí tlačová správa. Ak biely trpaslík zničia nejaké planéty, vytvorí sa v okruhu zničenia tento prsteň.
Štúdia tiež ukazuje, že čím masívnejšia planéta je, tým je menej pravdepodobné, že prežije nové prílivové interakcie vo svojej slnečnej sústave. Menej masívna planéta bude unesená rovnakými silami, ale jej nižšia hmotnosť môže dovoliť jej prežitie.
Prežitie ktorejkoľvek danej planéty je komplikované a závisí od mnohých faktorov, ako je jej hmotnosť a umiestnenie vzhľadom na polomer zničenia. Závisí to však aj od viskozity planéty. Jeden typ exoplanety nazývaný „exo-Earth s nízkou viskozitou“ môže hviezda prehltnúť, aj keď je v päťnásobnej vzdialenosti od stredu bieleho trpaslíka a jeho polomeru zničenia. (Enceladus je dobrým príkladom tela s nízkou viskozitou.)
Existujú aj „vysokoviskózne exo-Zeme“, ktoré je možné ľahko prehltnúť, ak sa nachádzajú vo vzdialenosti dvojnásobnej vzdialenosti medzi stredom bieleho trpaslíka a polomerom jeho zničenia. Exo-Earth s vysokou viskozitou je planéta s hustým jadrom zloženým výlučne z ťažších prvkov.
Hlavným autorom príspevku je Dr. Dimitri Veras z Katedry fyziky University of Warwick. Veras povedal: „Dokument je jednou z prvých špecializovaných štúdií skúmajúcich prílivové účinky medzi bielymi trpaslíkmi a planétami. Tento typ modelovania bude mať v nasledujúcich rokoch čoraz väčší význam, keď sa pravdepodobne objavia ďalšie skalnaté telá blízko bielych trpaslíkov. ““
Dr. Veras rýchlo poukazuje na hranice tohto výskumu. Vzťahuje sa iba na homogénne planéty. To znamená planéty, ktorých štruktúra je rovnaká, skôr ako planéta ako Zem, s viacerými vrstvami vo svojej štruktúre. Modelovanie planét, ako je Zem, je mimoriadne komplikované.
"Naša štúdia, hoci je sofistikovaná vo viacerých ohľadoch, zaobchádza iba s homogénnymi skalnými planétami, ktoré sú vo svojej štruktúre konzistentné," uviedol Dr. Veras. "Viacvrstvová planéta, ako je Zem, by bola podstatne zložitejšia na výpočet, ale skúmame aj uskutočniteľnosť."
„… Naša štúdia ukazuje, že skalnaté planéty môžu prežiť prílivové interakcie s bielym trpaslíkom spôsobom, ktorý planéty mierne posunie smerom von.“
Dimitri Veras, Univerzita vo Warwicku.
Štúdia poukazuje na zložitosť určenia bezpečnej vzdialenosti od bielej trpasličej hviezdy. Vždy však bude bezpečná vzdialenosť. Pokiaľ ide o skalnatú, homogénnu planétu, mala by byť schopná odolať pohlteniu a prežiť prílivové sily, ak je umiestnená vo vzdialenosti od bieleho trpaslíka „asi jednej tretiny vzdialenosti medzi Merkúrom a Slnkom“ podľa štúdie.
Táto štúdia pomôže určiť, ako astronómovia lovia exoplanety okolo bielych trpaslíkov. A keďže biele trpasličí hviezdy sú také hojné, je užitočná štúdia.
"Naša štúdia vyzýva astronómov, aby hľadali skalné planéty v blízkosti - ale len mimo - polomeru zničenia bieleho trpaslíka," povedal Dr. Doteraz sa pozorovania zamerali na tento vnútorný región, ale naša štúdia ukazuje, že skalnaté planéty môžu prežiť prílivy interakcie s bielym trpaslíkom spôsobom, ktorý planéty mierne tlačí von. “
Veras hovorí, že ich štúdia informuje aj o hľadaní exoplanet okolo bielych trpaslíkov hľadaním geometrického podpisu exoplanety na disku sutiny. Je všeobecne známe, že telá v troskách alebo v protoplanetárnom disku môžu zanechávať svoju značku v kruhu a signalizovať ich prítomnosť vzdialeným pozorovateľom.
„Astronómovia by tiež mali hľadať geometrické podpisy na známych diskoch. Tieto podpisy by mohli byť výsledkom gravitačných porúch planéty, ktorá sa nachádza hneď za polomerom zničenia, “povedal Dr.„ V týchto prípadoch by sa disky vytvorili skôr rozdrvením asteroidov, ktoré sa pravidelne približujú a vstupujú do polomeru zničenia. bieleho trpaslíka. “
S výkonnejšími ďalekohľadmi prichádzajúcimi do styku v najbližších rokoch a s rastúcimi exoplanetami sa tím za papierom dúfa, že ich práca pomôže lovcom planét úspešne vyskúšať biele trpasličí systémy.
