co se stane s Jupiterem, když slunce zemře?

Název: Jovian Analog obíhající kolem bílé trpasličí hvězdy

autoři: J. W. Blackman, J. P. Beaulieu, D. P. Bennett, C. Danielski, C. Alard, A. a. Cole, a. Vandorou, C. Ranc, S. K. Terry, a. Bhattacharya, i. Bond, e. Bachelet, D. Veras, N. Koshimoto, v. Batista & J. B. Marquette

první autorská instituce: Škola přírodních věd, University of Tasmánie, Hobart, Austrálie

status: Publikováno v Nature

Přemýšleli jste někdy o osudu země? Lidé existovali jen nepatrný zlomek života země od jejího vzniku. I když nemůžeme předvídat, co se stane na povrchu Země, planeta jako celek pravděpodobně přežije miliardy let do budoucnosti. Osud země závisí na osudu Slunce, což nás přivádí ke studiu hvězdné evoluce. Během své hlavní sekvenční fáze slunce fúzuje vodík do helia ve svém jádru. Až dojde vodík, Slunce se stane červeným obrem. Jeho jádro se bude stahovat pod gravitací a vnější vrstvy se rozšíří kolem oběžné dráhy Merkuru. Země bude velmi pravděpodobně pohlcena sluncem asi za 8 miliard let. Nakonec, slunce zbaví své vnější vrstvy a zbývající jádro bude bílý trpaslík, ale země by byla dávno pryč. Je trochu smutné si myslet, že naše planeta nepřežije stárnoucí slunce,ale co jiné planety dále ve sluneční soustavě? A co Jupiter, nebo planety za tím?

protože nemůžeme urychlit vývoj slunce, můžeme hledat jiné planety kolem jiných hvězd, které jsou v pozdních fázích jejich života. Pokud existují nějaké exoplanety obíhající kolem červeného obra nebo bílého trpaslíka, to nám umožní nahlédnout do naší vlastní budoucnosti.

jak najít planety s mikročočkováním

tři nejoblíbenější metody detekce exoplanet jsou radiální rychlost, tranzit a přímé zobrazování. S prvními dvěma metodami astronomové hledají planetou indukované periodické změny rychlosti nebo jasu hostitelské hvězdy. Účinek je patrnější, pokud jsou planety větší, masivnější a pokud obíhají blíže k hostitelské hvězdě. Metoda přímého zobrazování funguje nejlépe, když je planeta velká a obíhá velmi daleko od hostitelské hvězdy. Tyto detekční předsudky nejsou ideální, když chceme najít planetární systémy jako naše vlastní. Z tohoto důvodu se autoři dnešního článku obracejí na gravitační mikročočky.

technika mikročočky detekuje zvětšení hvězdy pozadí v důsledku gravitace čočkovacího objektu procházejícího před ním(viz tento astrobit pro průzkum exoplanety s touto technikou). Když jedna hvězda (čočka) prochází před druhou (zdroj), gravitační čočka zesiluje světlo ze zdroje. Pokud má hvězda čočky planetu obíhající kolem ní a planeta leží poblíž Einsteinova prstence hvězdy, její gravitace způsobí další nárůst měřené intenzity ze zdroje.

čočkové události jsou vzácné, ale jejich výskyt je méně závislý na vlastnostech planety, což nám dává nezaujatější sondu populací exoplanet. Technika čočky je navíc citlivá na planety podobné Zemi kolem chladných hvězd. Jednalo se o první metodu schopnou detekovat planety hmoty podobné Zemi kolem obyčejných hvězd hlavní posloupnosti.

planeta s chybějícím hostitelem

autoři dnešního článku detekovali planetu pomocí mikročočky, ale nezjistili světlo z hvězdného hostitele hlavní sekvence. Dotyčná mikročočka, MOA-2010-BLG-477Lb, byla zjištěna pozorováním Mikročlenění v astrofyzikální spolupráci v roce 2010. Vědci zapadají modely do mikročočky světelné křivky za předpokladu, že hostitelská hvězda je hvězda hlavní sekvence a zjistili, že nejlepší fit je 0,15 až 0,93 sluneční hmoty. Nejlepší řešení má také planetu mezi 0, 5 až 2, 1 hmotami Jupiteru. Vzhledem k odhadům správného pohybu hvězdy objektivu mohl tým předpovědět, kam se bude pohybovat s ohledem na zdrojovou hvězdu po události mikročočky. Použili dalekohled Keck II k získání následných snímků, znázorněných na obr. 2. Obrysy v panelu c ukazují očekávané umístění možného hostitele hlavní sekvence,ale není tu žádná hvězda! Pokud není detekována žádná hvězda hlavní sekvence, ale je známa hmotnost hvězdy, co by mohl být hostitel?

hostitelem může být pouze bílý trpaslík

analýza čočky omezuje předpokládaný jas hvězdy čočky, který závisí na neznámé vzdálenosti čočky. Obr. 3 ukazuje, že rozsah možných objektivů hlavní sekvence pro danou událost by byl jasnější než detekční limit Kecka. Protože žádná taková hvězda není pozorována, čočka nemůže být hvězdou hlavní posloupnosti. Hvězda čočky také nemůže být hnědým trpaslíkem, protože systém čoček má alespoň 0,15 sluneční hmoty. Podobně horní hmotnostní limit 0, 78 solárních hmot vylučuje neutronové hvězdy a černé díry jako hostitelské hvězdy. Jako hvězdy hlavní posloupnosti, hnědé trpaslíky, neutronové hvězdy a černé díry jsou vyloučeny, autoři dospěli k závěru, že čočka musí být bílý trpaslík.

co to znamená?

hvězdy hlavní posloupnosti, jako je naše Slunce, se prudce vyvíjejí v bílé trpaslíky. Naše země s největší pravděpodobností nepřežije fázi červeného obra slunce, ale simulace předpovídají, že planety na oběžných drahách podobných Jupiteru mohou přežít. Tento systém je prvním pozorovaným analogem Jupitera obíhajícím kolem bílého trpaslíka, důkazem toho, že planety kolem bílých trpaslíků mohou přežít obří fáze vývoje svého hostitele. Tento systém představuje možnou koncovou fázi slunce a Jupitera v naší vlastní sluneční soustavě.

Astrobite editoval Macy Huston

nejlepší obrázek kredit: J. W. Blackman