mi fog történni a Jupiterrel, amikor a nap meghal?

cím: egy fehér törpe csillag körül keringő Jovi analóg

szerzők: 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

első szerző intézménye: Természettudományi iskola, Tasmania Egyetem, Hobart, Ausztrália

állapot: Megjelent a Nature-ben

Gondolkozott már azon a Föld sorsán? Az emberek csak a Föld életének egy apró töredékéig léteztek, mióta megalakult. Annak ellenére, hogy nem tudjuk megjósolni, mi történik a Föld felszínén, a bolygó egésze valószínűleg évmilliárdokat fog túlélni a jövőben. A Föld sorsa a nap sorsától függ,ami a csillagok evolúciójának tanulmányozásához vezet. Fő szekvencia szakaszában a nap a hidrogént héliummá olvasztja magjában. Amikor a hidrogén elfogy, a Nap vörös óriássá válik. Magja a gravitáció hatására összehúzódik, a külső rétegek pedig a Merkúr pályáján túl tágulnak. A Földet valószínűleg körülbelül 8 milliárd év alatt elnyeli a nap. Végül a nap leveti külső rétegeit, a fennmaradó mag pedig fehér törpe lesz, de a Föld addigra már rég eltűnt. Kicsit szomorú azt gondolni, hogy bolygónk nem fogja túlélni az öregedő napot, de mi van a Naprendszer többi bolygójával? Mi a helyzet a Jupiterrel, vagy azon túli bolygókkal?

mivel nem tudjuk felgyorsítani a nap fejlődését, más bolygókat kereshetünk más csillagok körül, amelyek életük késői szakaszában vannak. Ha vannak olyan exobolygók, amelyek egy vörös óriás vagy egy fehér törpe körül keringenek, az bepillantást enged a saját jövőnkbe.

How to find planets with microlensing

az exobolygók észlelésének három legnépszerűbb módszere a radiális sebesség, a tranzit és a közvetlen képalkotás. Az első két módszerrel a csillagászok a bolygó által kiváltott periodikus változásokat keresik a fogadó csillag sebességében vagy fényességében. A hatás jobban észrevehető, ha a bolygók nagyobbak, masszívabbak, és közelebb keringenek a fogadó csillaghoz. A közvetlen képalkotó módszer akkor működik a legjobban, ha a bolygó nagy, és nagyon messze kering a befogadó csillagtól. Ezek az észlelési torzítások nem ideálisak, ha olyan bolygórendszereket akarunk találni, mint a sajátunk. Ezért a mai cikk szerzői a gravitációs mikrolencséhez fordulnak.

a mikrolencsés technika észleli a háttércsillag nagyítását az előtte haladó lencseobjektum gravitációja miatt (lásd ezt az asztrobitot egy exoplanet felméréshez ezzel a technikával). Amikor az egyik csillag (a lencse) elhalad egy másik (a forrás) előtt, a gravitációs lencse felerősíti a forrásból származó fényt. Ha a lencsecsillag körül egy bolygó kering, és a bolygó a csillag Einstein-gyűrűje közelében fekszik, gravitációja további megugrást okoz a mért intenzitásban a forrástól.

a lencsés események ritkák, de előfordulásuk kevésbé függ a bolygó tulajdonságaitól, így az exoplanet populációk elfogulatlanabb szondáját kapjuk. Ezenkívül a lencsés technika érzékeny a földszerű bolygókra a hűvös csillagok körül. Ez volt az első módszer, amely képes földszerű tömegű bolygók kimutatására a közönséges főszekvenciás csillagok körül.

a bolygó egy hiányzó gazda

a szerzők a mai papír észlelt egy bolygó segítségével microlensing, de nem érzékeli a fényt a fő-szekvencia csillag fogadó. A szóban forgó mikrolensing eseményt, a MOA-2010-BLG-477lb-t az asztrofizikai együttműködés Mikrolensing megfigyelései találták meg 2010-ben. A kutatók modelleket illesztettek a mikrolencsés fénygörbéhez, feltételezve, hogy a fogadó csillag egy fő szekvenciájú csillag, és azt találták, hogy a legjobban 0,15-0,93 naptömeg illeszkedik. A legjobban illeszkedő megoldásnak van egy bolygója is, amely 0,5-2,1 Jupiter tömeg között van. Tekintettel a lencsecsillag megfelelő mozgásának becslésére, a csapat meg tudta jósolni, hogy a mikrolencsés esemény után hol mozog a forráscsillaghoz képest. A Keck II távcsövet használták nyomon követési képek készítéséhez, ábrán látható 2. A kontúrok a panel c mutatják a várható helyét a lehetséges fő-szekvencia host, de nincs csillag található! Ha nincs detektált főszekvenciás csillag, de a csillag tömege ismert,mi lehet a gazda?

a gazda csak fehér törpe lehet

a lencseelemzés korlátozza a lencsecsillag várható fényességét, amely az ismeretlen lencsetávolságtól függ. Fig. A 3. ábra azt mutatja, hogy az esemény lehetséges fő szekvenciájú lencséinek tartománya mind világosabb lenne, mint a Keck észlelési határ. Mivel ilyen csillag nem figyelhető meg, a lencse nem lehet főszekvenciás csillag. A lencsecsillag szintén nem lehet barna törpe, mert a lencserendszer legalább 0,15 naptömegű. Hasonlóképpen, a 0,78 naptömeg felső tömeghatára kizárja a neutroncsillagokat és a fekete lyukakat, mint befogadó csillagokat. Mivel a főszekvenciájú csillagokat, a barna törpéket, a neutroncsillagokat és a fekete lyukakat kizárják, a szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a lencsének fehér törpének kell lennie.

mit jelent ez?

a fő szekvencia csillagok, mint a Napunk, erőszakosan fehér törpékké fejlődnek. Földünk valószínűleg nem fogja túlélni a Nap vörös óriás fázisát, de a szimulációk azt jósolják, hogy a Jupiter-szerű pályákon lévő bolygók túlélhetik. Ez a rendszer az első megfigyelt Jupiter analóg, amely egy fehér törpe körül kering, bizonyíték arra, hogy a fehér törpék körüli bolygók túlélhetik gazdájuk evolúciójának óriási fázisait. Ez a rendszer a nap és a Jupiter lehetséges végállapotát képviseli saját Naprendszerünkben.

Astrobite szerkesztette Macy Huston

Kiemelt kép jóváírás: J. W. Blackman