co się stanie z Jowiszem gdy słońce umrze?

Tytuł: Analog Jowisza orbitujący wokół białego karła

autorzy: 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

instytucja pierwszego autora: Szkoła Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet Tasmanii, Hobart, Australia

Status: Opublikowano w Przyroda

Czy zastanawiałeś się kiedyś nad losem Ziemi? Ludzie istnieją tylko przez niewielki ułamek życia Ziemi, odkąd się uformowała. Nawet jeśli nie możemy przewidzieć, co stanie się na powierzchni Ziemi, planeta jako całość prawdopodobnie przetrwa miliardy lat w przyszłości. Los Ziemi zależy od losu Słońca, co prowadzi nas do badania ewolucji gwiazd. Podczas fazy sekwencji głównej Słońce zamienia wodór w hel w swoim jądrze. Kiedy ten Wodór się skończy, Słońce stanie się czerwonym olbrzymem. Jego jądro kurczy się pod wpływem grawitacji, a zewnętrzne warstwy rozszerzają się poza orbitę Merkurego. Ziemia najprawdopodobniej zostanie pochłonięta przez słońce za około 8 miliardów lat. W końcu słońce zrzuci swoje zewnętrzne warstwy, a pozostałe jądro będzie białym karłem, ale do tego czasu Ziemi już dawno nie będzie. To trochę smutne myśleć, że nasza planeta nie przetrwa starzejącego się Słońca, ale co z innymi planetami dalej w Układzie Słonecznym? A co z Jowiszem lub planetami poza nim?

ponieważ nie możemy przyspieszyć ewolucji słońca, możemy szukać innych planet wokół innych gwiazd, które są w późnych stadiach życia. Jeśli są jakieś egzoplanety krążące wokół czerwonego olbrzyma lub białego karła, to da nam to wgląd w naszą przyszłość.

jak znaleźć planety z mikrosoczewkowaniem

trzy najpopularniejsze metody wykrywania egzoplanet to prędkość radialna, tranzyt i bezpośrednie obrazowanie. Dzięki dwóm pierwszym metodom astronomowie szukają wywołanych przez planetę okresowych zmian prędkości lub jasności gwiazdy macierzystej. Efekt jest bardziej zauważalny, jeśli planety są większe, masywniejsze i jeśli krążą bliżej gwiazdy macierzystej. Metoda bezpośredniego obrazowania działa najlepiej, gdy planeta jest duża i krąży bardzo daleko od gwiazdy macierzystej. Te uprzedzenia wykrywania nie są idealne, gdy chcemy znaleźć układy planetarne, takie jak nasze własne. Z tego powodu autorzy dzisiejszej pracy zwracają się do mikrosoczewkowania grawitacyjnego.

technika mikrosoczewkowania wykrywa powiększenie gwiazdy w tle ze względu na grawitację obiektu soczewkującego przechodzącego przed nią (zobacz ten astrobit, aby uzyskać badanie egzoplanet za pomocą tej techniki). Kiedy jedna gwiazda (soczewka) przechodzi przed drugą (źródłem), soczewka grawitacyjna wzmacnia światło ze źródła. Jeśli gwiazda soczewkowata ma wokół siebie planetę, a planeta leży w pobliżu pierścienia Einsteina Gwiazdy, jej grawitacja powoduje dodatkowy skok zmierzonej intensywności ze źródła.

zjawiska soczewkowania są rzadkie, ale ich występowanie jest mniej zależne od właściwości planety, co daje nam bardziej bezstronną sondę populacji egzoplanet. Ponadto technika soczewkowania jest wrażliwa na planety podobne do ziemi wokół chłodnych gwiazd. Była to pierwsza metoda umożliwiająca wykrycie planet o masie podobnej do Ziemi wokół zwykłych gwiazd ciągu głównego.

planeta z brakującym hostem

autorzy dzisiejszej pracy wykryli planetę za pomocą mikrosoczewkowania, ale nie wykryli światła z głównego hosta. Zdarzenie mikrosoczewkowania, o którym mowa, MOA-2010-BLG-477LB, zostało znalezione przez obserwacje mikrosoczewkowania w astrofizyce collaboration w 2010 roku. Badacze dopasowali modele do krzywej mikrosoczewkowania światła, zakładając, że gwiazda macierzysta jest gwiazdą ciągu głównego i stwierdzili, że najlepsze dopasowanie to 0,15 do 0,93 masy Słońca. Najlepiej dopasowane rozwiązanie ma również planetę o masie od 0,5 do 2,1 masy Jowisza. Biorąc pod uwagę szacunki prawidłowego ruchu Gwiazdy soczewkowej, zespół mógł przewidzieć, gdzie będzie się poruszać w odniesieniu do gwiazdy źródłowej po zdarzeniu mikrosoczewkowania. Wykorzystali teleskop Keck II do uzyskania kolejnych obrazów, pokazanych na Fig. Kontury w panelu c pokazują oczekiwaną lokalizację możliwego gospodarza sekwencji głównej, ale nie ma Gwiazdy do znalezienia! Jeśli nie wykryto Gwiazdy ciągu głównego, ale znana jest jej masa, to jaki może być nosiciel?

gospodarzem może być tylko biały karzeł

analiza soczewek ogranicza przewidywaną jasność gwiazdy soczewki, która zależy od nieznanej odległości soczewki. Fig. 3 pokazuje, że zakres możliwych soczewek sekwencji głównej dla zdarzenia byłby jaśniejszy niż granica wykrywalności Kecka. Ponieważ nie obserwuje się takiej gwiazdy, soczewka nie może być gwiazdą ciągu głównego. Gwiazda soczewkowata również nie może być brązowym karłem, ponieważ układ soczewkowaty ma co najmniej 0,15 masy Słońca. Podobnie, górna granica masy wynosząca 0,78 masy Słońca wyklucza gwiazdy neutronowe i czarne dziury jako Gwiazdy macierzyste. Ponieważ wykluczone są gwiazdy ciągu głównego, brązowe karły, gwiazdy neutronowe i czarne dziury, autorzy wnioskują, że soczewka musi być białym karłem.

Co to oznacza?

Gwiazdy ciągu głównego, takie jak nasze Słońce, gwałtownie ewoluują w białe karły. Nasza Ziemia najprawdopodobniej nie przetrwa fazy czerwonego olbrzyma, ale symulacje przewidują, że planety na orbitach podobnych do Jowisza mogą przetrwać. Układ ten jest pierwszym zaobserwowanym analogiem Jowisza krążącym wokół białego karła, co dowodzi, że planety wokół białych karłów mogą przetrwać gigantyczne fazy ewolucji ich gospodarza. Układ ten reprezentuje możliwe Stadium końcowe słońca i Jowisza w naszym Układzie Słonecznym.

Astrobite edited by Macy Huston

Featured image credit: J. W. Blackman