Žalostno dejstvo vesolja je, da bodo vse zvezde sčasoma umrle. In ko to storijo, kaj se zgodi z njihovimi dojenčki? Običajno napovedi za planete okoli umirajoče zvezde niso dobre, vendar nova študija pravi, da bi nekateri dejansko lahko preživeli.
Skupina astronomov je podrobneje preučila, kaj se zgodi, ko zvezde, kot je na primer naše Sonce, pozno v življenju postanejo beli palčki. Kot se je izkazalo, bi lahko gostejši planeti, kot je Zemlja, preživeli dogodek. Vendar le, če so na pravi razdalji.
Ta nova raziskava prihaja od astronomov iz skupine za astronomijo in astrofiziko na Univerzi v Warwicku. Njihov prispevek je bil objavljen v Mesečna obvestila Kraljevega astronomskega društva . Naslov je 'Orbitalna sprostitev in vzbujanje planetov, ki plimujejo z belimi palčki.'
TO beli škrat je končno stanje zvezde, ki ni dovolj masivna, da bi postala nevtronska zvezda. V naši Rimski cesti bo približno 97 % zvezd postale bele pritlikavke.
Dimitri Veras, Univerza v Warwicku.
'Prispevek je ena prvih posvečenih študij, ki raziskujejo učinke plimovanja med belimi palčki in planeti.'
Ko zvezda izčrpa gorivo in postane bela pritlikavka, to ni nežen prehod. Zvezda odpihne svoje zunanje plasti plinov in ti tvorijo a planetarna meglica . Vse planete, ki krožijo v orbiti, lahko nasilno uniči ta kataklizmični plinasti izgon.
Po tem bodo vsa preživela telesa izpostavljena ogromnim plimskim silam, ki nastanejo, ko se zvezda zruši v svoje super gosto stanje bele pritlikavke. Sile plimovanja bi lahko vse planete, ki krožijo, pognale v nove orbite ali jih celo popolnoma izvrgle iz osončja.
Ta uničujoči scenarij zaostrujejo smrtonosne emisije rentgenskih žarkov. Če se nekatera telesa v orbiti uničijo ali odstranijo material, lahko ta material pade v zvezdo, zaradi česar beli pritlikavec oddaja rentgenske žarke. Težko si je predstavljati, da bi kakšno življenje preživelo zvezdni prehod v belega škrata, toda če bi nekateri to storili, bi bili rentgenski žarki pravi udarec. Vsekakor pa okolje okoli belega pritlikavca ni prijetno.
Glede na to novo študijo lahko nekateri planeti preživijo to smrtonosno okolje, če so dovolj gosti in če so na pravi razdalji.
Njihovo preživetje je odvisno od nečesa, kar se primerno imenuje 'polmer uničenja'. Polmer uničenja je 'razdalja od zvezde, kjer bo predmet, ki ga drži skupaj samo lastna gravitacija, razpadel zaradi plimskih sil,' izjava za javnost . Če beli pritlikavec uniči kateri koli planet, se bo ta obroč naplavin oblikoval znotraj polmera uničenja.
Umetnikov vtis skalnatega in z vodo bogatega asteroida, ki ga raztrga močna gravitacija zvezde bele pritlikavke GD 61. Zasluge: Mark A. Garlick, space-art.co.uk, Univerza v Warwicku in Univerza v Cambridgeu
Študija tudi kaže, da bolj ko je planet masiven, manjša je verjetnost, da bo preživel nove interakcije med plimovanjem v svojem sončnem sistemu. Manj masivni planet bodo udarile enake sile, vendar mu lahko njegova nižja masa omogoči preživetje.
Preživetje katerega koli planeta je zapleteno in odvisno od številnih dejavnikov, kot sta njegova masa in lokacija glede na polmer uničenja. Odvisno pa je tudi od viskoznosti planeta. Eno vrsto eksoplanetov, imenovano 'ekso-Zemlja z nizko viskoznostjo', lahko zvezda pogoltne, tudi če so v petkratni razdalji od središča belega pritlikavca in njegovega polmera uničenja. ( Enceladus je dober primer telesa z nizko viskoznostjo.)
Obstajajo tudi 'visoko viskozne ekso-zemlje', ki jih je mogoče zlahka pogoltniti, če se nahajajo na razdalji, ki je dvakrat večja od razdalje med središčem belega pritlikavka in njegovim polmerom uničenja. Ekso-Zemlja visoke viskoznosti je planet z gostim jedrom, ki je v celoti sestavljeno iz težjih elementov.
Glavni avtor prispevka je dr. Dimitri Veras z Oddelka za fiziko Univerze v Warwicku. Dr. Veras je dejal: »Prispevek je ena prvih posvečenih študij, ki raziskujejo vplive plimovanja med belimi pritlikavkami in planeti. Ta vrsta modeliranja bo imela vse večji pomen v prihodnjih letih, ko bodo verjetno v bližini belih pritlikavk odkrili dodatna skalna telesa.'
Dr. Veras hitro opozori na meje te raziskave. Velja samo za homogene planete. To pomeni planete, katerih struktura je enaka, in ne planet, kot je Zemlja, z več plastmi v svoji strukturi. Modeliranje planetov, kot je Zemlja, je izjemno zapleteno.
Ta študija ni modelirala večplastnih planetov, kot je Zemlja. Zasluge slike: Kelvinsong – lastno delo, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23966175
'Naša študija, čeprav je v več pogledih prefinjena, obravnava samo homogene skalnate planete, ki so v svoji strukturi vseskozi dosledni,' je dejal dr. Veras. 'Večslojni planet, kot je Zemlja, bi bilo bistveno težje izračunati, vendar preučujemo tudi izvedljivost tega.'
Dimitri Veras, Univerza v Warwicku.
'...naša študija dokazuje, da lahko skalnati planeti preživijo plimsko interakcijo z belim palčkom na način, ki planete potisne rahlo navzven.'
Študija opozarja na zapletenost določanja varne razdalje od zvezde bele pritlikavke. Vedno pa bo varna razdalja. Za kamniti, homogen planet bi se moral biti sposoben upreti požiranju in preživeti plimske sile, če se nahaja na razdalji od belega pritlikavca, ki je v skladu s študijo 'približno ene tretjine razdalje med Merkurjem in Soncem'.
Ta študija bo pomagala oblikovati, kako astronomi lovijo eksoplanete okoli zvezd belih pritlikavk. In ker je zvezd belih pritlikavk tako veliko, je uporabnost študij zagotovljena.
'Naša študija poziva astronome, da iščejo skalnate planete blizu - a tik izven - polmera uničenja belega pritlikavka,' je dejal dr. Veras. Doslej so se opazovanja osredotočala na to notranjo regijo, vendar naša študija dokazuje, da lahko skalnati planeti preživijo plimsko interakcijo z belim pritlikavkom na način, ki planete potisne rahlo navzven.
Umetniški vtis diska materiala okoli zvezde belega pritlikavka. Preživeli planeti bi pustili podpis na disku. Kredit slike: Gemini Observatory
Dr. Veras pravi, da njuna študija pomaga tudi pri iskanju eksoplanetov okoli belih pritlikavk z iskanjem geometrijskega podpisa eksoplaneta v disku naplavin. Dobro znano dejstvo je, da lahko telesa v obroču razbitin ali v protoplanetarnem disku pustijo svoj pečat v obroču in tako signalizirajo svojo prisotnost oddaljenim opazovalcem.
»Astronomi bi morali poiskati tudi geometrijske podpise v znanih diskih naplavin. Ti podpisi so lahko posledica gravitacijskih motenj planeta, ki se nahaja tik izven polmera uničenja,« je dejal dr. Veras. 'V teh primerih bi se diski oblikovali prej z drobljenjem asteroidov, ki se občasno približujejo in vstopajo v polmer uničenja belega pritlikavca.'
Z močnejšimi teleskopi, ki bodo v naslednjih nekaj letih na spletu, in z naraščajočim iskanjem eksoplanetov, ekipa, ki stoji za časopisom, upa, da bo njihovo delo pomagalo lovcem na planete uspešno sondirati sisteme belih pritlikavk.