ScienceAlert: کشف سیاره پساآخرالزمانی نشان می دهد که زمین ممکن است از مرگ خورشید جان سالم به در ببرد

از میان تمام جهان‌های عجیب در کهکشان راه شیری، برخی از اسرارآمیزترین آن‌ها آنهایی هستند که به دور ستاره‌های کوتوله سفید می‌چرخند.

اینها ستاره های معمولی نیستند که مشغول خرد کردن اتم ها در هسته خود هستند، بلکه بقایای فوق متراکم ستارگان خورشید مانندی هستند که توالی مرگ خود را پشت سر گذاشته اند – قبل از اینکه لایه های بیرونی خود را بریزند و در هسته های متراکم ستاره ای فرو بریزند، به غول های قرمز بزرگ منفجر شده اند.

این چیزی است که در حدود 5 میلیارد سال آینده برای خورشید اتفاق می افتد، بنابراین واضح است که هر سیاره فراخورشیدی که به دور یک کوتوله سفید می چرخد، برای دانشمندانی که امیدوارند به بینشی در مورد سرنوشت نهایی منظومه شمسی دست یابند، بسیار جالب است.

اکنون، با استفاده از JWST، اخترشناسان به تازگی اولین نگاه بشر را به جو سیاره غول پیکر WD 1856b، که به دور یک کوتوله سفید می چرخد، دریافت کرده اند – و دریافتند که بسیار داغتر از آن چیزی است که هر کسی انتظار داشت. یافته های آنها در منتشر شده است طبیعت.

“لحظه ای که طیف WD 1856b را دیدیم، که افت عظیمی را در اندازه موثر سیاره در طول موج های مادون قرمز طولانی تر نشان داد، به این فکر کردیم که “وای! اینجا چه خبر است؟”

طیف ترانزیت JWST WD 1856b شبیه هیچ سیاره دیگری است که قبلا دیده ایم.

ستاره های کوتوله سفید از افراطی ترین اجرام در جهان هستند. آنها همان چیزی هستند که وقتی ستاره ای تا هشت برابر جرم خورشید از سیم پیچ دنباله اصلی خارج می شود، باقی می ماند، توده ای مرده که تنها با گرمای باقیمانده برای تریلیون ها سال می درخشد.

https://www.youtube.com/watch?v=NGXRSE32GYQ frameborder=”0″ allow=”accelerometer; راه اندازی خودکار؛ کلیپ بورد-ضبط; رسانه رمزگذاری شده؛ ژیروسکوپ; عکس در تصویر; اشتراک گذاری وب” referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin” allowfullscreen>

ما تقریباً می دانیم که تحول چگونه کار می کند. همانطور که ستاره به اتمام کامل سوخت هسته ای خود نزدیک می شود، صدها برابر اندازه اصلی خود متورم می شود.

در نهایت، این پوسته متورم منبسط می‌شود و تا زمانی که هسته‌ای که دیگر تحت فشار بیرونی همجوشی قرار نمی‌گیرد، تحت نیروی گرانش فرو می‌ریزد و به نیستی فرو می‌رود.

“ما مثل “وای! اینجا چه خبر است؟” – رایان مک دونالد، ستاره شناس

کوتوله سفید به دست آمده بسیار متراکم است و تا 1.4 برابر جرم خورشید را در جسمی تقریباً هم اندازه زمین جمع می کند.

برای منظومه شمسی، اخترشناسان بر این باورند که این فرآیند بسیار مخرب خواهد بود، با یک فاز غول سرخ که به طور بالقوه خورشید را به مدار مریخ گسترش می دهد.

مک دونالد در ایمیلی توضیح داد: “وقتی خورشید تبدیل به یک غول سرخ می شود، عطارد و زهره نابود خواهند شد. سرنوشت زمین حاشیه ای است (بقای آن به جزئیات دقیق مدل ستاره ای بستگی دارد).

زمانی که خورشید می میرد و هسته آن به صورت یک کوتوله سفید باقی می ماند، جرم از دست رفته مدار سیارات باقیمانده را تغییر می دهد و باعث می شود که آنها به سمت بیرون حرکت کنند. از آنجا که کشش گرانشی کوتوله سفید بسیار کمتر از خورشید خواهد بود، منظومه شمسی کمتر به هم متصل می شود و برای فعل و انفعالات دینامیکی برای حرکت سیارات آسان تر خواهد بود.

بسیاری از سیارات فراخورشیدی پیدا شده‌اند که در اطراف کوتوله‌های سفید آویزان شده‌اند، که طبیعتاً این سؤال را ایجاد می‌کند که چگونه آنها از مرگ ستاره جان سالم به در برده‌اند.

اما مطالعه جو یک سیاره فراخورشیدی کوتوله سفید بسیار دشوارتر از یک ستاره زنده است.

ستاره شناسان اتمسفر سیارات فراخورشیدی را هنگامی که سیارات بین ما و ستاره هایشان عبور می کنند، مطالعه می کنند. همانطور که نور ستارگان در اتمسفر فیلتر می شود، رگه هایی از گازهای درون آن را می گیرد و به اخترشناسان اجازه می دهد تا تشخیص دهند که جو از چه چیزی ساخته شده است.

بیشتر ستارگان بسیار بزرگتر از سیاراتشان هستند. WD 1856b که در فاصله 82 سال نوری از ما قرار دارد، هفت برابر بزرگتر از کوتوله سفیدی است که به دور آن می چرخد.

مک‌دونالد می‌گوید: «معمولاً، اتمسفر یک سیاره در حال گذر در طول گذر، کاملاً روی صفحه ستاره خود قرار می‌گیرد، اما برای WD 1856b، تنها بخشی از جو در هر زمان معین کوتوله سفید را می‌پوشاند.»

این منظومه دارای بیشترین عمق عبور شناخته شده در بین سیارات فراخورشیدی است (56 درصد)، و گذر تنها 8 دقیقه طول می کشد. کوتوله سفید همچنین بسیار کم نورتر از ستاره های دنباله اصلی است که ما معمولاً مشاهده می کنیم.

ما باید مدل‌های جدیدی را توسعه می‌دادیم و به طور کامل در مورد چگونگی تجزیه و تحلیل طیف‌های JWST برای این سیستم سیاره‌ای عجیب در اطراف یک ستاره مرده تجدید نظر می‌کردیم.»

این محتوای جو سیاره فراخورشیدی نبود، بلکه دمای آن بود که تیم تحقیقاتی را شگفت زده کرد.

آنها انتظار داشتند دمای آن در حدود -113 درجه سانتیگراد (-171 درجه فارنهایت) باشد، مشابه مشتری، که اندازه و مداری مشابه با WD 1856b دارد.

در عوض، دمای آن در حدود 126 درجه سانتیگراد (259 درجه فارنهایت) است.

ما در تعجب مانده بودیم که چگونه سیاره ای که به دور یک کوتوله سفید تیره و پیر می چرخد ​​- که از زمان مرگ ستاره ای که از آن شکل گرفته است در 5.4 میلیارد سال پیش سرد می شود – چگونه می تواند اینقدر گرم باشد؟ مک دونالد گفت.

سیارات غول پیکر در طول میلیاردها سال با سرعت قابل پیش بینی سرد می شوند. این بدان معناست که دمای امروز آنها سرنخ هایی از رویدادهایی دارد که در گذشته آنها را گرم کرده است.

محققان همچنین از اینکه WD 1856b کمی کوچکتر از مشتری است، شگفت زده شدند، اما هفت برابر بزرگتر است.

دما و جرم شگفت انگیز سیاره با هم به محققان اجازه داد تا تاریخچه آن را بازسازی کنند.

آنها دریافتند که جهان غیرمعمول باید میلیاردها سال پس از تبدیل شدن ستاره به کوتوله سفید به حداکثر دمای خود رسیده باشد. این زمان نشان می دهد که کوتوله سفید مسئول نیست. چیز دیگری باید مدت ها پس از دگرگونی ستاره ای دوباره آن را گرم کرده باشد.

یکی از مقصران احتمالی یک ستاره دوتایی نزدیک است که تأثیر جزر و مد آن می تواند هم سیاره فراخورشیدی را گرم کند و هم آن را از مداری دورتر به موقعیت فعلی خود به سمت داخل مهاجرت کند.

مک دونالد گفت: “نتایج ما نشان می دهد که سیارات غول پیکری مانند مشتری می توانند پس از مرگ ستاره خود “زندگی دوم” داشته باشند، با حرکت سیاره در نزدیکی، گرم شدن مجدد و تجربه تغییرات در شیمی اتمسفر خود.

“مرگ ستارگان پایان نیست، بلکه فصل جدیدی در زندگی سیاراتی مانند مشتری است.”

مرتبط: دانشمندان متوجه شده اند که خورشید ما چه زمانی و چگونه خواهد مرد و این حماسه خواهد بود

ما هنوز نمی دانیم که این چه معنایی برای زمین خواهد داشت. برخی از مدل‌ها دنیای ما را غرق در خورشید می‌بینند، برخی دیگر نمی‌بینند. اگر از جذب جان سالم به در ببرد، ما نمی دانیم که توزیع مجدد جرم خورشید چه تاثیری بر مدار زمین خواهد داشت.

بشریت به سختی آنقدر عمر خواهد کرد که آن را ببیند، اما ممکن است تا آن زمان زندگی جدیدی پدید آمده باشد. مطالعه دنیاهایی مانند WD 1856b می تواند به ما بگوید که چه شانسی وجود دارد.

مک‌دونالد گفت: «نتایج امروز نشان می‌دهد که می‌توانیم اتمسفر سیاراتی که به دور کوتوله‌های سفید نزدیک می‌چرخند را اندازه‌گیری کنیم، که میدان هیجان‌انگیز جدیدی از اتمسفر سیاره‌ای پس از توالی اصلی را باز می‌کند.»

“در نهایت، رویا پیدا کردن یک سیاره سنگی است که به دور یک کوتوله سفید می چرخد، شاید حتی در منطقه قابل سکونت آن. زیرا چه چیزی شاعرانه تر از جستجوی زندگی در اطراف یک ستاره مرده است؟”

این مطالعه در منتشر شد طبیعت.

این مقاله توسط کارلی کازلا تصحیح و توسط کلر واتسون ویرایش شده است. در حالی که ما به روند خود افتخار می کنیم، ما فقط انسان هستیم. اگر خطایی را مشاهده کردید، لطفاً به ما اطلاع دهید.