Тайны звезд, пожирающих свои планеты

Солнце накормило жизнь на земле, но не вечно оно будет гостеприимно. Через пять миллиардов лет звезда нашей Солнечной системы станет такой массивной, что Меркурий, Венера и, возможно, Земля будут поглощены целиком.

Это может показаться позорным концом для нашего любимого дома. Но ученые считают, что этот процесс «погружения планет», при котором звезды пожирают свои планеты, распространен в жизненном цикле звездных систем.

Исследователи называют их «звездами-каннибалами» (хотя это планеты, которые пожирают их, а не другие звезды), и они могут объяснить загадки астрономии, странные орбитальные образования и загрязненный звездный свет, которые годами сбивали ученых с толку. Но есть и более фундаментальная привлекательность: изучение планетарных ласточек может помочь нам понять долгосрочную судьбу Земли и дать подсказки в поисках внеземной жизни. Что может быть гуманнее, чем предсказывать конец света и думать о том, одни ли мы во вселенной?

— сказал Рикардо Ярза, аспирант астрономии Калифорнийского университета в Санта-Круз, изучающий планетарных ласточек. «Всегда интересно представить себе цивилизацию, которая осознает это, как мы, и осознает, что в какой-то момент нужно выйти из дома».

Звезды бывают разных видов, включая карлики и блестящие гиперганты. Продолжительность жизни и возможная судьба звезды — и, следовательно, любых планет, вращающихся вокруг нее, — связаны с ее массой: красные карлики могут жить триллионы лет, а массивные звезды взрываются в течение нескольких миллионов.

Звезды размером с Солнце Они начинают ритуал смерти, когда у них заканчивается водород, в результате чего их границы расширяются в сотни раз. Во время фазы «красного гиганта» многие звезды пожирают свои глубокие планеты, прежде чем исчерпают оставшееся топливо.

Красные гиганты, открытые около века назад, иногда фигурируют в фантастических рассказах как зловещие фоны Для обреченных цивилизаций или видений нашей Солнечной системы далекое будущее. Хотя мы часто представляли себе апокалипсис продвинутых звезд, реальный процесс поглощения планет остается окутанным тайной.

READ  Researchers announce the smallest exoplanet discovered so far

как таковой Уже в 1967 г.Например, астрономы думали о «конечной судьбе планетарной материи» — ее поглощении звездами. Но они могли только предполагать, отчасти потому, что ученые не могли подтвердить, что планеты вращаются вокруг других звезд до 1990-х годов.

с того времени, Удивительные 5000 экзопланет Он был обнаружен такими миссиями, как Космическая обсерватория НАСА Кеплер, открывая новое понимание множества путей эволюции звездных систем и того, как они в конечном итоге умирают. Следующее поколение обсерваторий на Земле и за ее пределами, включая новые действующие обсерватории. Космический телескоп Джеймса Уэббабудет изображать эти миры с беспрецедентной детализацией, проливая свет на возможности существования жизни.

Огромное количество известных экзопланет, особенно находящихся на узких орбитах, предполагает, что жизнь многих миров закончится в желудках их родительских звезд. Но в знаниях астрономов много пробелов, потому что трудно ловить звезды, пожирая планеты. Создание моделей для событий поглощения также является сложной задачей, отчасти из-за крайнего несоответствия между размерами звезд и их планетарным питанием.

сказал г-н Ярза, который представил новый поиск Об этом перед Американским астрономическим обществом в июне. «Что происходит с планетами, которые проглатывают?» Некоторые из них выживают? Будут ли они все уничтожены? Что происходит со звездой в результате приема внутрь? «

Чтобы реализовать некоторые из этих сценариев, г-н Ярза и его коллеги в своем исследовании смоделировали поглощение планет крупнее Юпитера. Представлено в Астрофизический журнал. Чтобы объяснить расхождения в размерах звезд и планет, исследователи разработали подход, основанный на газообразной внешней области звезды, где планеты впервые проглатываются.

Полученные данные свидетельствуют о том, что звезды с массивными планетами иногда могут грызть больше, чем могут прожевать, что имеет серьезные последствия для обоих тел. В то время как миры размером с Землю пожирают их без лишнего шума, планеты, намного большие, чем Юпитер, могут вместить в себя несколько звезд.

READ  Cargo Dragon opens wide as it approaches the International Space Station

Представьте себе одну из этих сверхпланет, где ее, наконец, обогнали края звезды, на которых она отпечаталась миллиарды лет. Газы закручиваются вихрями там, где встречаются с телами. Когда могучий ученый спускается в ад, он передает свой импульс звезде. Нестабильности, возникающие в результате этого обмена, могут настолько скрыть звезду из поля зрения, что она выбросит свою звездную атмосферу в космос, а затем превратится в мертвого белого карлика.

Эта последовательность могла бы объяснить «запутанные» наблюдения Планеты на близких орбитах Мистер Ярза сказал о белых карликах. Непонятно, как эти миры пережили смерть своих звезд. Новые модели намекают на ответ: тонущую планету-гигант, после стимуляции выброса внешних слоев звезды, можно было бы вытолкнуть на новую, более узкую орбиту, чтобы она не сгорела полностью.

Это становится еще более странным: некоторые планеты-гиганты, испускающие искры, убивающие звезды, могут также создавать новые миры, поскольку они усиливаются в звездной печи. «У вас может быть планета, которая поглощает, а затем выбрасывает какой-то материал, и этот материал может образовать диск вокруг звезды, образуя новую планету», — сказал г-н Ярза, описывая новую планету как «восходящую из пепла». Он добавил: «У вас есть планета, которая разрушается, но этого достаточно в звезде, чтобы из нее возникла новая планета».

Другие диковинные наблюдения включают звездную версию пословицы «ты то, что ты ешь»: звезды становятся богатыми планетарными элементами, такими как литий, что позволяет астрономам идентифицировать звезды-каннибалы по химическим отпечаткам, отпечатанным в их свете.

— сказала Мелинда Соарес Фуртадо, научный сотрудник НАСА в Университете Висконсин-Мэдисон и соавтор учебной книги. «Но следы, которые остались, можно наблюдать гораздо дольше — даже миллиарды лет».

Двухзвездные системы, известные как диоды, являются идеальной средой для поиска признаков внезапного проглатывания. Двойные звезды обычно рождаются вместе из одного облака газа и пыли, что делает их химически идентичными. Но от 25% до 30% солнцеподобных звезд в двойных системах имеют аномальные сигналы, которые являются «источником противоречий между теорией и наблюдениями». Согласно исследованию 2021 г. Опубликовано в Nature Astronomy.

READ  SpaceX's Crew-1 astronauts break 47-year US space record

Лоренцо Спина, астрофизик Астрономической обсерватории Падуи в Италии и автор этого исследования, считает, что эти химические различия могут выявить остатки бестелесных миров. Хотя неясно, как часто планеты переживают этот апокалипсис — курс столкновения со звездой — это может быть основным фактором при оценке потенциальной обитаемости других систем.

«Мы не хотим такой ситуации, когда ищем планетарную систему, в которой может быть жизнь», — сказал доктор Спина. «Мы хотим найти звезды, которые содержат «скучные» планетные системы, скажем, такие как наша собственная планетная система, которая, как мы знаем, не сильно изменилась в прошлом».

С другой стороны, эксцентриситеты и смешения миров в звездах во время поглощения могут открыть редкое окно во внутренние компоненты экзопланет.

«Это было бы здорово, потому что химический состав планеты действительно важен для процветания жизни», — сказал доктор Спина.

Размышляя об этих эпических ласточках, трудно не задаться вопросом, были ли какие-либо внеземные цивилизации бесцеремонно брошены к своим звездам или вынуждены мигрировать в глубины своих звездных систем, перемещаясь в новые обитаемые миры с теплотой приближающихся красных гигантов. В течение пяти миллиардов лет замороженные внешние миры нашей Солнечной системы могут питаться солнцем, даже если его внутренние планеты будут поглощены.

Доктор Соарес Фуртадо сказал, что проглатывание — это «судьба Меркурия и Венеры в нашей Солнечной системе, если вы ускорите ход часов и посмотрите, что происходит с Солнцем». «У вас есть Юпитер, Сатурн и Уран, которые одновременно находятся в хорошей обитаемой зоне», — добавила она.

По ее словам, с новыми телескопами ученые получат «больше информации об этих более поздних стадиях».

Olga Dmitrieva

Любитель алкоголя. Возмутитель спокойствия. Интроверт. Студент. Любитель социальных сетей. Веб-ниндзя. Поклонник Бэкона. Читатель

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Наверх