Smutnou skutečností vesmíru je, že nakonec všechny hvězdy zemřou. A když ano, co se stane s jejich dětmi? Prognóza planet kolem umírající hvězdy obvykle není dobrá, ale nová studie uvádí, že někteří by ve skutečnosti mohli přežít.
Skupina astronomů se podrobněji zabývala tím, co se stane, když se hvězdy, jako například naše Slunce, stanou pozdě v životě bílými trpaslíky. Jak se ukázalo, husté planety, jako je Země, by mohly událost přežít. Ale pouze pokud jsou ve správné vzdálenosti.
Tento nový výzkum pochází od astronomů ve skupině astronomie a astrofyziky na University of Warwick. Jejich příspěvek byl publikován v měsíčních oznámeních Královské astronomické společnosti. Název zní: „Orbitální relaxace a excitace planet, které úhledně interagují s bílými trpaslíky.“
Bílý trpaslík je konečný stav hvězdy, která není dostatečně masivní, aby se stala neutronovou hvězdou. V naší Mléčné dráze se asi 97% hvězd stane bílými trpaslíky.
"Článek je jednou z prvních specializovaných studií zkoumajících přílivové účinky mezi bílými trpaslíky a planetami."
Dr. Dimitri Veras, University of Warwick.
Když hvězda vyčerpá palivo a stane se bílým trpaslíkem, nejedná se o jemný přechod. Hvězda fouká vnější vrstvy plynů a tvoří planetární mlhovinu. Tímto kataklyzmatickým plynným vyhoštěním může být násilně zničena jakákoli oběžná planeta.
Poté budou všechna přeživší těla vystavena masivním přílivovým silám vytvořeným, když se hvězda zhroutí do svého superhustého bílého trpaslíka. Slapové síly mohly všechny planety obíhat na nové oběžné dráhy, nebo je dokonce úplně vypustit ze sluneční soustavy.
Spojením tohoto ničivého scénáře jsou smrtelné rentgenové emise. Pokud jsou některá z obíhajících těles zničena nebo zbavena materiálu, může tento materiál spadnout do hvězdy a způsobit, že bílý trpaslík bude emitovat rentgenové paprsky. Je těžké si představit, že by jakýkoli život přežil přechod hvězdy do bílého trpaslíka, ale pokud by to někdo udělal, rentgenové paprsky by byly nějakým způsobem převratem. V každém případě není prostředí kolem bílého trpaslíka příjemné místo.
Podle této nové studie mohou některé planety přežít toto smrtící prostředí, pokud jsou dostatečně husté a pokud jsou ve správné vzdálenosti.
Jejich přežití závisí na něčem, co se nazývá „poloměr zničení“. Poloměr zničení je „vzdálenost od hvězdy, kde se objekt držený pohromadě pouze svou vlastní gravitací rozpadne kvůli přílivovým silám“, uvádí tisková zpráva. Pokud bílý trpaslík zničí nějaké planety, vytvoří se uvnitř poloměru destrukce tento prsten suti.
Studie také ukazuje, že čím masivnější je planeta, tím je méně pravděpodobné, že přežije nové přílivové interakce ve své sluneční soustavě. Méně masivní planeta bude bušena stejnými silami, ale její nižší hmotnost může umožnit přežití.
Přežití kterékoli dané planety je komplikované a závisí na řadě faktorů, jako je její hmotnost a umístění vzhledem k poloměru destrukce. Závisí to však také na viskozitě planety. Jeden typ exoplanety nazývaný „exo-Země s nízkou viskozitou“ může hvězda spolknout, i když je v pětinásobku vzdálenosti od středu bílého trpaslíka a jeho poloměru zničení. (Enceladus je dobrým příkladem těla s nízkou viskozitou.)
Existují také „vysoce viskózní exo-Země“, které lze snadno polykat, pokud jsou umístěny ve vzdálenosti dvojnásobné vzdálenosti mezi středem bílého trpaslíka a jeho poloměrem zničení. Exo-Země s vysokou viskozitou je planeta s hustým jádrem složeným výhradně z těžších prvků.
Hlavním autorem příspěvku je Dr. Dimitri Veras z Katedry fyziky University of Warwick. Dr. Veras řekl: „Článek je jednou z prvních specializovaných studií zkoumajících přílivové účinky mezi bílými trpaslíky a planetami. Tento typ modelování bude mít rostoucí význam v následujících letech, kdy se pravděpodobně objeví další skalnatá těla v blízkosti bílých trpaslíků. “
Dr. Veras rychle poukazuje na limity tohoto výzkumu. Platí pouze pro homogenní planety. To znamená planety, jejichž struktura je stejná, spíše než planeta jako Země, s více vrstvami ve své struktuře. Modelování planet, jako je Země, je nesmírně komplikované.
"Naše studie, i když je v několika ohledech sofistikovaná, zachází pouze s homogenními skalními planetami, které mají stejnou strukturu po celou dobu," řekl Dr. Veras. "Vícevrstvá planeta, jako je Země, by byla podstatně komplikovanější pro výpočet, ale zkoumáme i proveditelnost."
"... naše studie ukazuje, že skalnaté planety mohou přežít přílivové interakce s bílým trpaslíkem způsobem, který vytlačí planety mírně směrem ven."
Dr. Dimitri Veras, University of Warwick.
Studie poukazuje na složitost stanovení bezpečné vzdálenosti od bílé trpasličí hvězdy. Ale vždy bude bezpečná vzdálenost. U skalnaté, homogenní planety by měla být schopna odolat pohlcení a přežít přílivové síly, pokud je umístěna ve vzdálenosti od bílého trpaslíka „asi třetiny vzdálenosti mezi Merkurem a Sluncem“ podle studie.
Tato studie pomůže určit, jak astronomové loví exoplanety kolem bílých trpaslíků. A protože bílé trpasličí hvězdy jsou tak hojné, je užitečnost studií zaručena.
"Naše studie vybízí astronomy, aby hledali skalní planety blízko - ale těsně mimo - poloměr destrukce bílého trpaslíka," řekla Dr. Dosud se pozorování zaměřila na tuto vnitřní oblast, ale naše studie ukazuje, že skalnaté planety mohou přežít příliv interakce s bílým trpaslíkem způsobem, který tlačí planety mírně směrem ven. “
Dr. Veras říká, že jejich studie také informuje o hledání exoplanet kolem bílých trpaslíků hledáním geometrického podpisu exoplanet na disku suti. Je známým faktem, že těla v troskách nebo v protoplanetárním disku mohou zanechat svoji značku v kruhu a signalizovat jejich přítomnost vzdáleným pozorovatelům.
„Astronomové by také měli hledat geometrické podpisy u známých disků. Tyto podpisy by mohly být výsledkem gravitačních poruch z planety, která se nachází těsně mimo poloměr destrukce, “řekl Dr.„ V těchto případech by se disky vytvořily dříve rozdrcením asteroidů, které se periodicky přibližují a vstupují do poloměru destrukce bílého trpaslíka. “
S výkonnějšími dalekohledy přicházejícími do internetu v příštích několika letech as hledáním exoplanet rostoucích nahoru, tým za papírem doufá, že jejich práce pomůže lovcům planet úspěšně sondovat bílé trpasličí systémy.
