Το λυπηρό γεγονός του Σύμπαντος είναι ότι όλα τα αστέρια θα πεθάνουν, τελικά. Και όταν το κάνουν, τι συμβαίνει στα μωρά τους; Συνήθως, η πρόγνωση για τους πλανήτες γύρω από ένα αστέρι που πεθαίνει δεν είναι καλή, αλλά μια νέα μελέτη λέει ότι ορισμένοι μπορεί στην πραγματικότητα να επιβιώσουν.
Μια ομάδα αστρονόμων έχει ρίξει μια πιο προσεκτική ματιά στο τι συμβαίνει όταν τα αστέρια, όπως ο Ήλιος μας, για παράδειγμα, γίνονται λευκοί νάνοι αργά στη ζωή τους. Όπως αποδεικνύεται, πυκνότεροι πλανήτες όπως η Γη μπορεί να επιβιώσουν από το γεγονός. Όμως, μόνο αν είναι η σωστή απόσταση.
Αυτή η νέα έρευνα προέρχεται από αστρονόμους της ομάδας Αστρονομίας και Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Warwick. Η εφημερίδα τους δημοσιεύθηκε στις Μηνιαίες Ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας. Ο τίτλος είναι «Η τροχιακή χαλάρωση και η διέγερση των πλανητών αλληλεπιδρούν παλιρροιακά με λευκούς νάνους».
Ένας λευκός νάνος είναι η τελική κατάσταση ενός αστεριού που δεν είναι αρκετά τεράστιος για να γίνει ένα αστέρι νετρονίων. Στον Γαλαξία μας, περίπου το 97% των αστεριών θα γίνουν λευκοί νάνοι.
«Η εργασία είναι μια από τις πρώτες αφιερωμένες μελέτες που διερευνούν τις παλιρροιακές επιδράσεις μεταξύ λευκών νάνων και πλανητών».
Δρ. Δημήτρης Βέρας, Πανεπιστήμιο του Warwick.
Όταν ένα αστέρι εξαντλεί το καύσιμο του και γίνεται λευκός νάνος, δεν είναι μια ήπια μετάβαση. Το αστέρι εκρήγνυται τα εξωτερικά του στρώματα αερίων και σχηματίζουν ένα πλανητικό νεφέλωμα. Οποιοσδήποτε πλανήτης σε τροχιά μπορεί να τεμαχιστεί βίαια από αυτήν την κατακλυσμική αέρια απέλαση.
Μετά από αυτό, όλα τα σωζόμενα σώματα θα υπόκεινται σε τεράστιες παλιρροιακές δυνάμεις που δημιουργούνται όταν το αστέρι καταρρέει στην υπερ-πυκνή λευκή νάνο κατάσταση. Οι παλιρροιακές δυνάμεις θα μπορούσαν να οδηγήσουν οποιονδήποτε πλανήτη σε τροχιά σε νέες τροχιές, ή ακόμη και να τους εκτοξεύσουν πλήρως από το ηλιακό σύστημα.
Η σύνθεση αυτού του καταστροφικού σεναρίου είναι οι θανατηφόρες εκπομπές ακτίνων Χ. Εάν κάποια από τα τροχιακά σώματα καταστραφούν ή απογυμνωθούν από υλικό, αυτό το υλικό μπορεί να πέσει στο αστέρι, προκαλώντας στον λευκό νάνο να εκπέμψει ακτίνες Χ. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι υπάρχει ζωή που επιβιώνει από τη μετάβαση ενός αστέρα σε έναν λευκό νάνο, αλλά αν κάποιοι το έκαναν, κάπως, οι ακτίνες Χ θα ήταν το πραξικόπημα. Σε κάθε περίπτωση, το περιβάλλον γύρω από έναν λευκό νάνο δεν είναι ένα ωραίο μέρος.
Σύμφωνα με αυτήν τη νέα μελέτη, ορισμένοι πλανήτες μπορούν να επιβιώσουν σε αυτό το θανατηφόρο περιβάλλον, εάν είναι αρκετά πυκνοί και εάν βρίσκονται στη σωστή απόσταση.
Η επιβίωσή τους εξαρτάται από κάτι που ονομάζεται «ακτίνα καταστροφής». Η ακτίνα καταστροφής είναι «η απόσταση από το αστέρι όπου ένα αντικείμενο που συγκρατείται μόνο από τη δική του βαρύτητα θα αποσυντεθεί λόγω παλιρροιακών δυνάμεων», σύμφωνα με δελτίο τύπου. Εάν κάποιοι πλανήτες καταστραφούν από τον λευκό νάνο, αυτός ο δακτύλιος συντρίμμια θα σχηματιστεί μέσα στην ακτίνα καταστροφής.
Η μελέτη δείχνει επίσης ότι όσο πιο μεγάλος είναι ένας πλανήτης, τόσο λιγότερο πιθανό είναι να επιβιώσει από τις νέες παλιρροιακές αλληλεπιδράσεις στο ηλιακό του σύστημα. Ένας λιγότερο ογκώδης πλανήτης θα γεμίσει από τις ίδιες δυνάμεις, αλλά η χαμηλότερη μάζα του μπορεί να του επιτρέψει να επιβιώσει.
Η επιβίωση κάθε δεδομένου πλανήτη είναι περίπλοκη και εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η μάζα και η θέση του σε σχέση με την ακτίνα καταστροφής. Αλλά εξαρτάται επίσης από το ιξώδες ενός πλανήτη. Ένας τύπος εξωπλανήτη που ονομάζεται «exo-Earth χαμηλού ιξώδους» μπορεί να καταπιεί από το αστέρι, ακόμη και αν βρίσκεται εντός πέντε φορές από την απόσταση από το κέντρο του λευκού νάνου και την ακτίνα καταστροφής του. (Το Enceladus είναι ένα καλό παράδειγμα σώματος χαμηλού ιξώδους.)
Υπάρχουν επίσης «exo-Earth υψηλής ιξώδους» που μπορούν εύκολα να καταποθούν εάν βρίσκονται σε απόσταση διπλάσια του διαχωρισμού μεταξύ του κέντρου του λευκού νάνου και της ακτίνας καταστροφής του. Ένα ex-Earth υψηλής ιξώδους είναι ένας πλανήτης με πυκνό πυρήνα που αποτελείται εξ ολοκλήρου από βαρύτερα στοιχεία.
Ο κύριος συγγραφέας της εργασίας είναι ο Δρ. Δημήτρης Βέρας από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου του Warwick. Ο Δρ. Veras είπε: «Η εργασία είναι μια από τις πρώτες αφιερωμένες μελέτες που διερευνούν τις παλιρροιακές επιδράσεις μεταξύ λευκών νάνων και πλανητών. Αυτός ο τύπος μοντελοποίησης θα έχει αυξανόμενη σημασία τα επόμενα χρόνια, όταν είναι πιθανό να ανακαλυφθούν πρόσθετα βραχώδη σώματα κοντά σε λευκούς νάνους. "
Ο Δρ Veras επισημαίνει γρήγορα τα όρια αυτής της έρευνας. Ισχύει μόνο για ομοιογενείς πλανήτες. Αυτό σημαίνει πλανήτες των οποίων η δομή είναι ίδια, παρά ένας πλανήτης σαν τη Γη, με πολλαπλά στρώματα στη δομή του. Η μοντελοποίηση πλανητών όπως η Γη είναι εξαιρετικά περίπλοκη.
«Η μελέτη μας, αν και εξελιγμένη από πολλές απόψεις, αντιμετωπίζει μόνο ομοιογενείς βραχώδεις πλανήτες που είναι συνεπείς στη δομή τους καθ 'όλη τη διάρκεια», δήλωσε ο Dr. Veras. «Ένας πλανήτης πολλαπλών στρωμάτων, όπως η Γη, θα ήταν πολύ πιο περίπλοκος να υπολογιστεί, αλλά ερευνούμε επίσης τη σκοπιμότητα να το πράξουμε».
«… Η μελέτη μας δείχνει ότι οι βραχώδεις πλανήτες μπορούν να επιβιώσουν παλιρροιακές αλληλεπιδράσεις με τον λευκό νάνο με τρόπο που ωθεί τους πλανήτες ελαφρώς προς τα έξω.
Δρ. Δημήτρης Βέρας, Πανεπιστήμιο του Warwick.
Η μελέτη επισημαίνει την πολυπλοκότητα του προσδιορισμού μιας ασφαλούς απόστασης από ένα αστέρι λευκού νάνου. Αλλά θα υπάρχει πάντα μια ασφαλής απόσταση. Για έναν βραχώδη, ομοιογενή πλανήτη, θα πρέπει να είναι σε θέση να αντιστέκεται στην καταπίεση και να επιβιώνει τις παλιρροιακές δυνάμεις εάν βρίσκεται σε απόσταση από τον λευκό νάνο «περίπου το ένα τρίτο της απόστασης μεταξύ του Ερμή και του Ήλιου» σύμφωνα με τη μελέτη.
Αυτή η μελέτη θα βοηθήσει στη διαμόρφωση του τρόπου με τον οποίο οι αστρονόμοι κυνηγούν εξωπλανήτες γύρω από λευκούς νάνους. Και επειδή τα λευκά αστέρια νάνων είναι τόσο άφθονα, η χρησιμότητα των μελετών είναι εγγυημένη.
"Η μελέτη μας παροτρύνει τους αστρονόμους να αναζητήσουν βραχώδεις πλανήτες κοντά - αλλά λίγο έξω από - την ακτίνα καταστροφής του λευκού νάνου", δήλωσε ο Δρ. Μέχρι στιγμής, οι παρατηρήσεις επικεντρώθηκαν σε αυτήν την εσωτερική περιοχή, αλλά η μελέτη μας δείχνει ότι οι βραχώδεις πλανήτες μπορούν να επιβιώσουν παλιρροιακά αλληλεπιδράσεις με τον λευκό νάνο με τρόπο που ωθεί τους πλανήτες ελαφρώς προς τα έξω. "
Ο Δρ Veras λέει ότι η μελέτη τους ενημερώνει επίσης την αναζήτηση εξωπλανητών γύρω από λευκούς νάνους αναζητώντας τη γεωμετρική υπογραφή ενός εξωπλανήτη στο δίσκο συντρίμμια. Είναι ένα πολύ γνωστό γεγονός ότι τα σώματα σε ένα δακτύλιο συντριμμιών, ή σε έναν πρωτοπλανητικό δίσκο, μπορούν να αφήσουν το σημάδι τους στον δακτύλιο, σηματοδοτώντας την παρουσία τους σε απομακρυσμένους παρατηρητές.
«Οι αστρονόμοι θα πρέπει επίσης να αναζητούν γεωμετρικές υπογραφές σε γνωστούς δίσκους συντριμμιών. Αυτές οι υπογραφές θα μπορούσαν να είναι το αποτέλεσμα βαρυτικών διαταραχών από έναν πλανήτη που βρίσκεται ακριβώς έξω από την ακτίνα καταστροφής ", δήλωσε ο Δρ." Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι δίσκοι θα είχαν σχηματιστεί νωρίτερα από τη σύνθλιψη αστεροειδών που πλησιάζουν περιοδικά και εισέρχονται στην ακτίνα καταστροφής. του λευκού νάνου. "
Με τα πιο ισχυρά τηλεσκόπια να έρχονται στο Διαδίκτυο τα επόμενα χρόνια και με την αναζήτηση εξωπλανητών να αυξάνεται, η ομάδα πίσω από το έγγραφο ελπίζει ότι η δουλειά τους θα βοηθήσει τους κυνηγούς πλανητών να ανιχνεύσουν επιτυχώς τα συστήματα λευκών νάνων.
