Hva vil skje Med Jupiter når Solen dør?

Tittel: En Joviansk analog i bane rundt en hvit dvergstjerne

Forfattere: 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

første forfatter institusjon: school of natural sciences, University Of Tasmania, Hobart, Australia

Status: Publisert I Nature

har du noen gang lurt på jordens skjebne? Mennesker har bare eksistert i en liten brøkdel Av Jordens levetid siden den ble dannet. Selv om vi ikke kan forutsi hva som skjer på Jordens overflate, vil planeten som helhet trolig overleve milliarder av år inn i fremtiden. Jordens skjebne avhenger Av solens skjebne, som bringer oss til studiet av stjernens evolusjon. Under hovedsekvensstadiet smelter Solen hydrogen til helium i kjernen. Når hydrogenet går ut, Vil Solen bli en rød gigant. Kjernen vil trekke seg sammen under tyngdekraften, og de ytre lagene vil utvide seg forbi Merkurets bane. Jorden vil sannsynligvis bli oppslukt Av Solen om 8 milliarder år. Til slutt vil Solen kaste sine ytre lag og den gjenværende kjernen vil være en hvit dverg, Men Jorden vil være langt borte da. Det er litt trist å tro at planeten vår ikke vil overleve den aldrende Solen, men hva med andre planeter lenger ut i Solsystemet? Hva med Jupiter, eller planeter utover det?

Siden Vi ikke kan spole fremover utviklingen Av Solen, kan vi se etter andre planeter rundt andre stjerner som er i de siste stadiene av deres liv. Hvis det er noen eksoplaneter som kretser en rød gigant eller en hvit dverg, vil det gi oss et glimt inn i vår egen fremtid.

hvordan finne planeter med mikrolinsing

de tre mest populære metodene for å oppdage eksoplaneter er radial hastighet, transitt og direkte avbildning. Med de to første metodene ser astronomer etter planetinduserte periodiske variasjoner i hastigheten eller lysstyrken til moderstjernen. Effekten er mer merkbar hvis planetene er større, mer massive og hvis de går i bane nærmere moderstjernen. Den direkte bildemetoden fungerer best når planeten er stor og går i bane svært langt fra moderstjernen. Disse deteksjonsforskjellene er ikke ideelle når vi ønsker å finne planetariske systemer som våre egne. Av den grunn vender forfatterne av dagens papir til gravitasjonsmikrolensing.

mikrolensingsteknikken oppdager forstørrelsen av en bakgrunnsstjerne på grunn av tyngdekraften til et linseobjekt som passerer foran den (se denne astrobitten for en eksoplanetundersøkelse med denne teknikken). Når en stjerne (linsen) passerer foran en annen (kilden), forsterker gravitasjonslinsing lyset fra kilden. Hvis linsestjernen har en planet i bane rundt seg, og planeten ligger nær stjernens Einstein-ring, forårsaker dens tyngdekraft en ekstra spike i den målte intensiteten fra kilden.

linsehendelser er sjeldne, men deres forekomst er mindre avhengig av planetens egenskaper, noe som gir oss en mer objektiv sonde av eksoplanetpopulasjoner. I tillegg er linseteknikken følsom for jordlignende planeter rundt kjølige stjerner. Dette var den første metoden som var i stand til å oppdage planeter Av Jordlignende masse rundt vanlige hovedseriestjerner.

planeten med en savnet vert

forfatterne av dagens papir oppdaget en planet ved hjelp av mikrolinsing, men de oppdaget ikke lys fra en hovedseriestjerne. Den aktuelle mikrolensingshendelsen, MOA-2010-BLG-477Lb, ble funnet av Microlensing Observations in Astrophysics collaboration i 2010. Forskerne passer modeller til mikrolinsing lyskurven forutsatt at moderstjernen er en hovedseriestjerne og fant at den beste passformen er 0,15 til 0,93 solmasser. Den best egnede løsningen har også en planet mellom 0,5 Og 2,1 Jupitermasser. Gitt estimatene av linsestjernens riktige bevegelse, kunne teamet forutsi hvor det ville bevege seg med hensyn til kildestjernen etter mikrolensingshendelsen. De brukte keck II-teleskopet for å få oppfølgingsbilder, vist I Fig 2. Konturene i panel c viser den forventede plasseringen av den mulige hovedsekvensverten, men det er ingen stjerne å finne! Hvis det ikke er oppdaget noen hovedseriestjerne, men stjernens masse er kjent, hva kan verten muligens være?

verten kan bare være en hvit dverg

linseanalysen begrenser den forventede lysstyrken til linsestjernen, som avhenger av den ukjente linseavstanden. Fig. 3 viser at rekkevidden av mulige hovedsekvenslinser for hendelsen vil være lysere enn Keck-deteksjonsgrensen. Siden ingen slik stjerne er observert, kan linsen ikke være en hovedseriestjerne. Objektivstjernen kan heller ikke være en brun dverg fordi objektivsystemet er minst 0,15 solmasser. På samme måte utelukker den øvre massegrensen på 0,78 solmasser nøytronstjerner og sorte hull som vertsstjerner. Som hovedseriestjerner, brune dverger, nøytronstjerner og sorte hull utelukkes, konkluderer forfatterne at linsen må være en hvit dverg.

Hva betyr dette?

hovedseriestjerner som Vår Egen Sol utvikler seg voldsomt til hvite dverger. Vår Jord vil mest sannsynlig ikke overleve Solens røde kjempefase, men simuleringer forutsier at planeter i Jupiter – lignende baner kan overleve. Dette Systemet er Den første Observerte Jupiter-analogen som går i bane rundt en hvit dverg, noe som tyder på at planeter rundt hvite dverger kan overleve de gigantiske fasene i vertens utvikling. Dette systemet representerer et mulig sluttstadium Av Solen og Jupiter i vårt Eget Solsystem.

Astrobite redigert Av Macy Huston

Utvalgt bilde kreditt: Jw Blackman