Planetárne štíty sa budú ohýbať od svojich umierajúcich hviezd pod prudkým hviezdnym vetrom – takmer nemožné pre život prežiť

Keď sa Slnko vyvinie do červenej obrej hviezdy, Zem by mohla byť pohltená atmosférou našej hviezdy a pri oveľa nestabilnejšom slnečnom vetre by mohli byť tiež odstránené pružné a ochranné magnetosféry obrovských vonkajších planét. zápočet: MSFC / NASA

Akýkoľvek život identifikovaný na planétach obiehajúcich okolo bielych trpasličích hviezd sa takmer určite vyvinul, tvrdí nová štúdia vedená univerzitou vo Warwicku, ktorá odhaľuje následky intenzívneho a zúrivého hviezdneho vetra, ktorý zničí planétu, keď jej hviezda zomiera. Výskum je publikovaný v Mesačných oznámeniach Kráľovskej astronomickej spoločnosti a hlavný autor Dr. Dimitri Verus ho dnes (21. júla 2021) predstavil na Národnom astronomickom stretnutí (NAM 2021) online.

Výskum poskytuje nový pohľad na astronómov, ktorí hľadajú známky života okolo týchto mŕtvych hviezd, a to skúmaním účinku, aký budú mať ich vetry na planetárne dráhy počas prechodu hviezdy do fázy bieleho trpaslíka. Štúdia uzatvára, že je takmer nemožné, aby život prežil kataklyzmatický hviezdny vývoj, pokiaľ planéta nemá intenzívne silné magnetické pole – alebo magnetosféru – ktoré by ho mohlo chrániť pred najhoršími dopadmi.

V prípade Zeme môžu častice slnečného vetra zničiť ochranné vrstvy atmosféry, ktoré chránia ľudí pred škodlivým ultrafialovým žiarením. Pozemská magnetosféra funguje ako štít na ochranu týchto častíc od ich magnetického poľa. Nie všetky planéty majú magnetosféru, ale Zem pochádza z jej železného jadra, ktoré sa točí ako dynamo a vytvára svoje magnetické pole.

„Vieme, že v minulosti slnečný vietor zničil marťanskú atmosféru, ktorá na rozdiel od Zeme nemá masívnu magnetosféru. Dr. Aline Widotto z Trinity College v Dubline, spoluautorka štúdie, povedala. Čo sme neboli ‚ Očakáva sa, že zistíme, že slnečný vietor by v budúcnosti mohol byť škodlivý dokonca aj pre planéty chránené magnetickými poľami. ““

Všetky hviezdy nakoniec vyčerpajú dostupný vodík, ktorý vo svojich jadrách podporuje jadrovú fúziu. Jadro na Slnku by sa potom zmenšilo a zahrialo, čo by viedlo k rozšíreniu vonkajšej atmosféry hviezdy na „červeného obra“. Slnko by sa potom rozšírilo na priemer miliónov kilometrov a pohltilo vnútorné planéty, možno vrátane Zeme. Strata hmoty vo hviezde tiež znamená, že jej gravitačná sila je slabá, takže zvyšok planét sa vzďaľuje ďalej.

Počas fázy červeného obra by bol slnečný vietor oveľa silnejší ako dnes a dramaticky by kolísal. Verus a Widotto modelovali vetry z 11 rôznych druhov hviezd, ktorých hmotnosť sa pohybovala od jednej do sedemnásobku hmotnosti nášho Slnka.

Ich model demonštroval, ako sa hustota a rýchlosť hviezdneho vetra spojená s predĺženou obežnou dráhou planéty sprisahali, aby sa v priebehu času striedavo zmenšovala a rozširovala magnetosféra planéty. Aby si ktorákoľvek planéta udržala svoju magnetosféru vo všetkých fázach hviezdneho vývoja, musí byť jej magnetické pole najmenej stokrát silnejšie ako súčasné magnetické pole Jupitera.

Proces hviezdnej evolúcie má za následok aj zmenu v obývateľnej zóne hviezdy, čo je vzdialenosť, ktorá umožňuje planéte mať správnu teplotu na podporu tekutej vody. V našej slnečnej sústave bude obývateľná zóna siahať asi do 150 miliónov km od Slnka – kde sa momentálne nachádza Zem – 6 miliárd km alebo za Neptún. Aj keď by planéta na obežnej dráhe zmenila polohu aj počas fáz obrovských vetiev, vedci zistili, že obývateľná zóna sa pohybuje smerom von rýchlejšie ako samotná planéta, a tým pridáva bonusy pre akýkoľvek existujúci život v nádeji, že tento proces prežije.

Nakoniec červený obr odhodí celú svoju vonkajšiu atmosféru a zanechá po sebe hustý horúci biely trpasličí zvyšok. Nevydávajú hviezdny vietor, takže akonáhle hviezda dosiahne toto štádium, nebezpečenstvo pre živé planéty sa odvráti.

Doktor Verus uviedol: „Táto štúdia ukazuje, ako ťažké je planéta udržiavať svoju ochrannú magnetosféru počas celého štádia obrovskej vetvy vývoja hviezd.“ “

„Jedným záverom je, že život na planéte v obývateľnej zóne okolo bieleho trpaslíka sa takmer s istotou vyvinie počas fázy bieleho trpaslíka, pokiaľ tento život nebude schopný odolať mnohým extrémnym a náhlym zmenám v jeho prostredí.“

Budúce misie ako Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba, ktoré sa majú začať objavovať neskôr v tomto roku, by mali odhaliť viac o planétach, ktoré obiehajú okolo bielych trpasličích hviezd, vrátane toho, či sa v ich obývateľných zónach nachádzajú planetárne biomarkery. Vykazujú znaky naznačujúce prítomnosť života, takže štúdia poskytuje hodnotný kontext pre každého, kto má záujem. Nájdite potenciál.

Doteraz sa nenašla planéta, ktorá by dokázala podporovať život okolo bieleho trpaslíka, ale obaja známi plynoví giganti sú dostatočne blízko k obývateľnej zóne svojej hviezdy, aby naznačili, že takáto planéta môže existovať. Tieto planéty sa pravdepodobne posunuli bližšie k bielemu trpaslíkovi v dôsledku ďalších interakcií s inými planétami.

Dr. Verus hovorí: „Tieto príklady ukazujú, že obrovské planéty sa môžu dostať veľmi blízko k obývateľnej zóne. Obytná zóna pre bieleho trpaslíka je veľmi blízko k hviezde, pretože vyžarujú oveľa menej svetla ako hviezda ako Slnko. Avšak biela trpaslíci sú tiež veľmi stabilné hviezdy, pretože nemajú vetry. Planéta, ktorá stojí v obývateľnej zóne bieleho trpaslíka, tam môže zostať miliardy rokov a za predpokladu, že život bude mať čas na vývoj. že okolnosti sú vhodné. “

Stretnutie: Kráľovské astronomické spoločenstvo – národné stretnutie o astronómii