Universumin surullinen tosiasia on, että kaikki tähdet kuolevat lopulta. Ja kun he tekevät, mitä tapahtuu heidän vauvoilleen? Yleensä ennuste kuolleen tähden ympärillä oleville planeetoille ei ole hyvä, mutta uuden tutkimuksen mukaan jotkut saattavat itse asiassa selviytyä.
Ryhmä tähtitieteilijöitä on tarkastellut lähemmin sitä, mitä tapahtuu, kun tähdet, kuten esimerkiksi aurinko, muuttuvat valkoisiksi kääpiöiksi myöhään elämässään. Kuten käy ilmi, tiheämmät planeetat, kuten Maa, saattavat selviytyä tapahtumasta. Mutta vain, jos ne ovat oikean etäisyyden päässä.
Tämä uusi tutkimus on peräisin Warwickin yliopiston tähtitieteen ja astrofysiikan ryhmän tähtitieteilijöiltä. Heidän julkaisunsa julkaistiin kuninkaallisen tähtitieteellisen seuran kuukausitiedoissa. Otsikko on ”Valkoisten kääpiöiden kanssa vuorovaikutuksessa vuorovaikutuksessa olevien planeettojen kiertoradan rentoutuminen ja viritys.”
Valkoinen kääpiö on tähden lopullinen tila, joka ei ole riittävän massiivinen tullakseen neutronitäheksi. Linnunradallamme noin 97% tähtiä tulee valkoisiksi kääpiöiksi.
"Paperi on yksi ensimmäisistä omistautuneista tutkimuksista, joissa tutkitaan vuoroveden vaikutuksia valkoisten kääpiöiden ja planeettojen välillä."
Dr. Dimitri Veras, Warwickin yliopisto.
Kun tähti kuluttaa polttoainetta ja siitä tulee valkoinen kääpiö, se ei ole lempeä siirtymä. Tähti puhaltaa ulommat kaasukerroksensa ja ne muodostavat planeettakeskuksen. Tämän kataklysmisen kaasumaisen karkottamisen avulla voidaan raaputtaa väkevästi mitä tahansa kiertäviä planeettoja.
Sen jälkeen kaikkiin eloonjääneisiin ruumiin kohdistuu massiivisia vuorovesivoimia, jotka syntyvät, kun tähti romahtaa supertiheään valkoiseen kääpiötilaansa. Vuoroveden voimat voivat ajaa kiertävät planeetat uusille kiertoradalle tai jopa poistaa ne kokonaan aurinkojärjestelmästä.
Tämän tuhoisan skenaarion yhdistäminen on tappavaa röntgensäteilyä. Jos jotkut kiertävistä kappaleista tuhoutuvat tai riisuvat materiaalia, se voi pudota tähtiin, jolloin valkoinen kääpiö säteilee röntgensäteitä. On vaikea kuvitella mitään sellaista elämää, joka selviää tähteen siirtymisestä valkoiseen kääpiöön, mutta jos jotkut tekivät, röntgensäteet olisivat vallankaappaus. Joka tapauksessa, ympäristö valkoisen kääpiön ympärillä ei ole mukava paikka olla.
Tämän uuden tutkimuksen mukaan jotkut planeetat voivat selviytyä tästä tappavasta ympäristöstä, jos ne ovat riittävän tiheitä ja jos ne ovat oikealla etäisyydellä.
Heidän selviytymisensä riippuu jostakin, jota kutsutaan osittain 'tuhotussäteeksi'. Tuhoamussäde on "etäisyys tähdestä, missä vain oman painovoimansa pitämä esine hajoaa vuoroveden voimien takia", sanotaan lehdistötiedotteessa. Jos valkoinen kääpiö tuhoaa planeettoja, tuhoamisäteeseen muodostuu roskarengas.
Tutkimus osoittaa myös, että mitä massiivisempi planeetta on, sitä vähemmän on todennäköistä, että se selviää aurinkojärjestelmänsä uusista vuorovaikutuksista. Vähemmän massiivinen planeetta puskuroidaan samojen voimien toimesta, mutta sen alempi massa saattaa antaa sen selviytyä.
Minkä tahansa tietyn planeetan selviytyminen on monimutkaista ja riippuu monista tekijöistä, kuten sen massasta ja sijainnista suhteessa tuhoamussäteeseen. Mutta se riippuu myös planeetan viskositeetista. Tähti voi niellä yhden tyyppisen eksoplaneetan, jota kutsutaan ”matalan viskositeetin omaa maapalloa”, vaikka ne olisivat viisi kertaa etäisyydellä valkoisen kääpiön keskuksesta ja sen tuhotussäteestä. (Enceladus on hyvä esimerkki matalan viskositeetin omaisesta kappaleesta.)
On olemassa myös "erittäin viskositeettisia ekso-maata", jotka voidaan helposti niellä, jos ne sijaitsevat etäisyydellä kaksinkertaisesti valkoisen kääpiön keskuksen ja sen tuhotussäteen välisestä etäisyydestä. Korkean viskositeetin omaava Earth on planeetta, jonka tiheä ydin koostuu kokonaan raskaammista elementeistä.
Lehden pääkirjailija on tohtori Dimitri Veras Warwickin yliopiston fysiikan laitokselta. Dr. Veras sanoi: ”Paperi on yksi ensimmäisistä omistautuneista tutkimuksista, joissa tutkitaan vuoroveden vaikutuksia valkoisten kääpiöiden ja planeettojen välillä. Tämän tyyppisellä mallinnuksella on yhä enemmän merkitystä tulevina vuosina, kun todennäköisesti löydetään lisää kivisiä kappaleita lähellä valkoisia kääpiöitä. "
Dr. Veras osoittaa nopeasti tämän tutkimuksen rajat. Sitä sovelletaan vain homogeenisiin planeettoihin. Tämä tarkoittaa planeettoja, joiden rakenne on sama, eikä maapallon kaltaista planeettaa, jonka rakenteessa on useita kerroksia. Maapallon kaltaisten planeettojen mallintaminen on erittäin monimutkaista.
"Tutkimuksemme, vaikka se onkin monimutkainen, käsittelee vain homogeenisia kivisiä planeettoja, jotka ovat rakenteeltaan yhdenmukaisia kaikkialla", totesi tohtori Veras. "Monikerroksinen planeetta, kuten Maa, olisi huomattavasti monimutkaisempi laskea, mutta tutkimme myös sen toteuttamiskelpoisuutta."
"… Tutkimuksemme osoittaa, että kallioiset planeetat voivat selviytyä vuorovesivaikutuksista valkoisen kääpiön kanssa tavalla, joka työntää planeettoja hieman ulospäin."
Dr. Dimitri Veras, Warwickin yliopisto.
Tutkimus tuo esiin monimutkaisuuden turvallisen etäisyyden määrittämiselle valkoisesta kääpiötähdistä. Mutta aina on turvallinen etäisyys. Kallioisella, homogeenisella planeetalla sen pitäisi pystyä vastustamaan tunkeutumista ja selviytymään vuoroveden voimista, jos se sijaitsee etäisyydellä valkoisesta kääpiöstä, joka on tutkimuksen mukaan ”noin kolmasosa Merkuksen ja Auringon välisestä etäisyydestä”.
Tämä tutkimus auttaa määrittelemään kuinka tähtitieteilijät metsästävät eksoplaneettoja valkoisten kääpiötähteiden ympärillä. Ja koska valkoiset kääpiötähdet ovat niin runsaita, tutkimusten hyödyllisyys on taattu.
"Tutkimuksemme kehottaa tähtitieteilijöitä etsimään kallioisia planeettoja lähellä valkoisen kääpiön tuhoamissädettä - mutta vain sen ulkopuolella", sanoi tohtori. Toistaiseksi havainnot ovat keskittyneet tähän sisäalueeseen, mutta tutkimuksemme osoittaa, että kallioiset planeetat voivat selviytyä vuorovesistä vuorovaikutusta valkoisen kääpiön kanssa tavalla, joka työntää planeettoja hieman ulospäin. ”
Tohtori Veras kertoo, että heidän tutkimuksensa tuloksena on myös eksoplaneettojen etsiminen valkoisten kääpiöiden ympärille etsimällä eksoplaneetan geometrinen allekirjoitus roskalevyltä. On tunnettu tosiasia, että roskirenkaan tai planeettapohjaisen levyn elimet voivat jättää jälkensä renkaaseen, ilmoittaen läsnäolostaan kaukaisille tarkkailijoille.
”Astronomien tulisi myös etsiä geometrisiä allekirjoituksia tunnetuista roskista. Nämä allekirjoitukset saattavat olla seurausta gravitaation häiriöistä planeetalta, joka asuu aivan tuhoamussäteen ulkopuolella ", sanoi tohtori." Näissä tapauksissa levyt olisivat muodostuneet aikaisemmin murskaamalla asteroideja, jotka lähestyvät ja tuhoutuvat määräajoin määräajoin. valkoisesta kääpiöstä. ”
Kun muutaman seuraavan vuoden aikana tulee verkossa tehokkaampia kaukoputket ja etsimällä eksoplaneettoja, paperin takana oleva ryhmä toivoo heidän työnsä auttavan planeetanmetsästäjiä koettelemaan valkoisen kääpiöjärjestelmän onnistuneesti.
