太陽が死んだとき、木星はどうなるのでしょうか？

タイトル:白色矮星を周回する木星のアナログ

著者: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

最初の著者の機関：タスマニア大学自然科学学校、ホバート、オーストラリア

ステータス: 自然に掲載

あなたは地球の運命について疑問に思ったことがありますか？ それが形成されて以来、人間は地球の寿命のほんの一部のために存在していました。 私たちは地球の表面に何が起こるかを予測することはできませんが、地球全体としては、おそらく未来に数十億年を生き残るでしょう。 地球の運命は太陽の運命に依存し、恒星の進化の研究に私たちをもたらします。 その主なシーケンス段階の間に、太陽はそのコア内のヘリウムに水素を融合させます。 その水素がなくなると、太陽は赤い巨人になります。 そのコアは重力の下で収縮し、外側の層は水星の軌道を越えて拡大するでしょう。 地球は約80億年後に太陽に飲み込まれる可能性が非常に高いでしょう。 最終的には、太陽はその外側の層を流し、残りのコアは白い矮星になりますが、地球はそれまでに長い間消えてしまうでしょう。 私たちの惑星が老化した太陽から生き残れないと思うのは少し悲しいことですが、太陽系の遠くにある他の惑星はどうですか？ 木星、またはそれを超えた惑星はどうですか？

私たちは太陽の進化を早送りすることができないので、彼らの人生の後期にある他の星の周りの他の惑星を探すことができます。 赤色巨星や白色矮星を周回する太陽系外惑星があれば、それは私たち自身の未来を垣間見ることができます。

マイクロレンズで惑星を見つける方法

太陽系外惑星を検出するための最も一般的な三つの方法は、視線速度、トランジット、および直接イメージングです。 最初の2つの方法では、天文学者は惑星によって引き起こされる速度や主星の明るさの周期的な変化を探しています。 この効果は、惑星がより大きく、より巨大であり、それらが主星に近い軌道を公転している場合に顕著である。 直接撮像法は、惑星が大きく、主星から非常に遠い軌道を公転している場合に最も効果的です。 これらの検出バイアスは、私たち自身のような惑星系を見つけたいときには理想的ではありません。 そのため、今日の論文の著者は重力マイクロレンズに目を向ける。

マイクロレンズ技術は、その前を通過するレンズオブジェクトの重力による背景星の倍率を検出します（この技術を使用した太陽系外惑星のサーベイについては、このアストロバイトを参照してください）。 ある星（レンズ）が別の星（光源）の前を通過すると、重力レンズは光源からの光を増幅します。 レンズ星がその周りを周回する惑星を持ち、惑星が星のアインシュタイン環の近くにある場合、その重力は源からの測定された強度に追加のスパイクを引き起こ

レンズイベントはまれですが、その発生は惑星の特性にあまり依存せず、太陽系外惑星の個体群のより公平なプローブを与えてくれます。 さらに、レンズ技術は、涼しい星の周りの地球のような惑星に敏感です。 これは、通常の主系列星の周りの地球のような質量の惑星を検出することができる最初の方法でした。

ホストがない惑星

今日の論文の著者は、マイクロレンズを使用して惑星を検出しましたが、主系列星のホストからの光は検出しませんでした。 問題のマイクロレンズ事象であるMOA-2010-BLG-477lbは、2010年に天体物理学コラボレーションのマイクロレンズ観測によって発見された。 研究者らは、母星が主系列星であると仮定して、マイクロレンズ光度曲線にモデルを適合させ、最良の適合は0.15から0.93太陽質量であることを発見した。 最適解はまた、0.5から2.1木星質量の間の惑星を持っています。 レンズ星の固有運動の推定値を考えると、チームは、マイクロレンズイベントの後に元の星に対してどこに移動するかを予測することができました。 彼らは、図2に示すフォローアップ画像を得るためにケックII望遠鏡を使用しました。 パネルcの等高線は、可能な主系列ホストの予想される位置を示していますが、見つけるべき星はありません！ 主系列星が検出されていないが、星の質量が分かっている場合、ホストは何である可能性がありますか？

主星は白色矮星にしかなれない

レンズ分析は、未知のレンズ距離に依存するレンズ星の予測される明るさを制約します。 図1.1.1. 図3は、イベントの可能性のある主系列レンズの範囲がすべてKeck検出限界よりも明るいことを示しています。 このような星は観測されていないため、レンズは主系列星ではありません。 レンズ星は、レンズ系が少なくとも0.15太陽質量であるため、褐色矮星になることはできません。 同様に、0.78太陽質量の上限は、中性子星とブラックホールを母星として除外しています。 主系列星、褐色矮星、中性子星、ブラックホールは除外されているため、レンズは白色矮星でなければならないと結論づけている。

これはどういう意味ですか？

私たちの太陽のような主系列星は激しく白い矮星に進化します。 私たちの地球は、太陽の赤色巨星期には生き残れない可能性が最も高いですが、シミュレーションは木星のような軌道の惑星が生き残ることができると予測しています。 この系は、白色矮星を周回する最初の観測された木星のアナログであり、白色矮星の周りの惑星は、そのホストの進化の巨大な段階を生き残ることができるという証拠である。 このシステムは、私たち自身の太陽系における太陽と木星の可能な終わりの段階を表しています。

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画像信用:J.W.Blackman