Kuidas saavad mõned planeedid oma tähtede surma üle elada

Kunstniku kontseptsioon planeedi hävitamisest gravitatsioonijõudude poolt tema surevalt tähelt, mis on muutumas valgeks kääbuseks. Warwicki ülikooli uue uuringu kohaselt võib mõnel planeedil sellest saatusest siiski pääseda. Pilt CfA / Mark A. Garlicki kaudu.

Kui täht sureb, on kõigil selle planeetidest parim võimalus ellu jääda? Selgub, et väikseim ja tihedam kivine maailm pääseks kõige tõenäolisemalt purustavast, tulisest saatusest. See oli järeldus Ühendkuningriigi Warwicki ülikooli astrofüüsikute uuest uuringust, mis avaldas oma järeldused kuningliku astronoomiaseltsi eelretsenseeritud kuukirjas 1. mail 2019.

Teadlased kirjeldavad oma uurimistööd kui “eksoplaneetide ellujäämise juhendit”, mis kirjeldab, kuidas erinevad planeediliigid kannataksid, kui nende peremehe täht sureb ja muutub kõigepealt punaseks hiiglaseks ja seejärel valgeks kääbuseks, ühe korra kuumaks põlenud tuumaks. -aktiivne täht. Piisavalt massiivsed tähed plahvatavad lõpuks supernoovadena, plahvatades nende väliskihid kosmosesse. Nagu võib arvata, hävitatakse paljud planeedid tavalisest tähest valgeks kääbuks ülemineku ajal, kuid mõnel neist õnnestub mitmesugustest teguritest sõltuvalt oma hukatusest pääseda. Uue uuringu juhtautori Dimitri Verase sõnul:

See artikkel on üks esimesi pühendatud uuringuid, mis uurivad loodete mõju [gravitatsioonilist mõju] valgete kääbuste ja planeetide vahel. Seda tüüpi modelleerimine on üha olulisem järgmistel aastatel, kui tõenäoliselt avastatakse valgete kääbuste lähedal täiendavaid kiviseid kehasid.

Millised planeedid hävitatakse kõige tõenäolisemalt?

Kunstniku kontseptsioon tolmurõngast, mis ümbritseb valget kääbustähte - kõike muud, mis jääb tähe kataklüsmaatilise surma ajal loodete (gravitatsiooniliste) jõudude mõjul laiali. Pilt Warwicki ülikooli kaudu / Mark A. Garlick.

Nende astronoomide arvutuste kohaselt on kõige haavatavamad planeedid need, mis satuvad tähe hävimisraadiusesse - kaugus tähest, kus objekt, mida hoiab kokku ainult tema enda raskusjõud, võib loodejõudude tõttu laguneda. Loodejõud on gravitatsioonijõud; nad sirutavad keha teise keha massikeskme poole ja eemale. Venitage planeeti piisavalt ja kogu maailm laguneb. Tähe ümber orbiidil olevad planeedid muutuvad loodejõudude muutuses, kuna täht variseb valge kääbusetapiks ja muutub lõpuks oma endise mina äärmiselt tihedaks reliikviaks. Need jõud võisid planeete viia ka täiesti uutele orbiitidele, mõned tõmmati tähele lähemale, teised aga väljapoole.

Need astronoomid leidsid, et massiivsematel planeetidel on suurem hävimisvõimalus kui vähem massiivsetel planeetidel. Väiksemate planeetide jaoks näib võtmetegur olevat siiski viskoossus: voolu lihtsus või vastupidavus planeedi kehalises meigis. Saturni kuu Enceladus - koos maa-aluse ookeani ja välise jääkoorikuga - on näide väiksemast madala viskoossusega kehast. Uus uuring näitab, et surevad tähed võivad isegi Maasuurused madala viskoossusega planeedid kergesti alla neelata.

Tihedate südamikega kõrge viskoossusega eksoomaalid on teine ​​lugu. Neil oleks parem ellujäämisvõimalus, kuna täht neelanuks nad ainult siis, kui nad asuksid valge kääbuse keskpunkti ja hävimisraadiuse vahemaa kahekordse vahemaa kaugusel. Kuid selliseid planeete on keerulisem arvutada. Nagu Veras selgitas:

Ehkki meie uuring on mitmes mõttes keeruline, käsitletakse ainult homogeenseid kiviseid planeete, mis on kogu oma struktuuris ühtlased. Mitmekihilise planeedi, nagu Maa, arvutamine oleks oluliselt keerulisem, kuid uurime ka selle teostamise teostatavust.

Uus uuring näitab, et väikesed, kivised ja tihedad eksoplaneedid suudaksid oma tähe surma üle elada kõige tõenäolisemalt. Pilt NASA / ESA / Z kaudu. Lõiv (STScI).

Nii on planeedi mass ja selle kaugus tähest olulised tegurid, kas see suudab tähe vägivaldse ülemineku valge kääbuse alla elada. Kuid alati on olemas ka ohutu vahemaa. Üldiselt on tagatud, et tihe, kivine ja homogeenne planeet, mis asub valgest kääbust kaugemal kui umbes üks kolmandik Merkuuri ja päikese vahelisest kaugusest, väldib loodejõudude neelamist tähe varisemisel.

Teadmine, mis tüüpi planeedid võiksid ellu jääda, ja nende tõenäolised asukohad võivad aidata astronoomidel otsida valgete kääbustähtede ümber endiselt eksisteerivaid planeete. Nagu Veras ütles:

Meie uurimus ärgitab astronoome otsima valge kääbuse hävimisraadiusele lähedal asuvaid kiviplaneete, kuid just sellest väljaspool. Siiani on vaatlused keskendunud sellele sisepiirkonnale, kuid meie uuring näitab, et kivised planeedid suudavad loodete vastasmõjusid valge kääbusega üle elada viisil, mis lükkab planeedid pisut väljapoole.

Huvitaval kombel leiti kõige esimesed kunagi avastatud eksoplaneedid, mis tiirlesid pulsarsil, veelgi ekstreemsemal surmatähel, mida nimetatakse neutrontäheks (supernoova plahvatuse teinud tähe kokkuvarisenud tuum). Pulsari PSR B1257 + 12 (endise nimega PSR 1257 + 12) ümber tiirutati 1992. ja 1994. aastal kolm eksoplaneeti, mis said nimeks PSR 1257 + 12 A, B ja C. Astronoomid olid üllatunud, kuna sel ajal oli ainult arvas, et peamised järjestustähed võivad planeete võõrustada.

Maa ja tuntud valge kääbustähe Sirius B. suuruse võrdlus. Ehkki see on nii väike, on selle mass 98 protsenti meie päikese omast! Pilt ESA / NASA kaudu.

PSR B1257 + 12 on omamoodi neutronitäht, pöörlemisajaga 6, 22 millisekundit (9650 p / min). Selle mass on hinnanguliselt 1, 4 miljonit Maa, kuid see on väga väike, kõigest 10 km kaugusel. See moodustus, kui valge kääbus kujunes kiiresti pöörlevaks neutronitäheks kahe valge kääbuse ühinemise käigus. Tundub, et Pulsari planeedid on palju harvemad kui valged kääbusplaneedid, seni on neist kinnitust leidnud vaid neli.

Veel valgete kääbustähtede ümber tiirlevate eksoplaneetide otsimine ja uurimine aitab teadlastel paremini mõista, mis juhtub Maaga miljardeid aastaid pärast seda, kui meie enda päike jõuab oma elu lõpuni ja muutub valgeks kääbuseks. Veel üks seotud hiljutine uuring, samuti Warwicki ülikoolist, esitas esimesed tõendid selle kohta, et valged kääbustähed lõpuks kristalliseeruvad, muutudes kristallvalgeteks kääbusteks. See hõlmab meie enda päikest pärast seda, kui see muutub valgeks kääbuseks, umbes 10 miljardit aastat hiljem.

Alumine rida: teadlastel on nüüd parem ettekujutus sellest, millised planeedid elavad kõige tõenäolisemalt oma peremehe tähe surma, kuna see kondenseerub valgeks kääbuseks. See kõik taandub enamasti massile ja kaugusele ning uus uurimus pakub ka vihjeid selle kohta, milline saatus ootab meie maad pärast seda, kui meie enda päike sureb.

Allikas: Valgete kääbustega loodete vastassuunaliste planeetide orbitaalne lõdvestamine ja ergastamine

Warwicki ülikooli kaudu