плохая астрономия | Новое исследование о том, что происходит, когда звезда съедает планету

Во-первых, плохие новости: менее чем через 8 миллиардов лет расширяющийся красный гигант Солнце поглотит Землю.

Оттуда все становится только хуже, как вы можете себе представить. Не то чтобы это было круто поначалу; Процесс массового умирания и роста Солнца начинается за несколько миллиардов лет до этого. Когда доступное водородное топливо в ядре Солнца закончится, оно начнет расширяться и станет тем, что мы называем гигант, излучает достаточно света, чтобы приготовить пол. И, честно говоря, миллиарды лет назад кто – который Это становится плохо, потому что, когда водород превращается в гелий в ядре солнца, гелий накапливается и нагревается, поэтому солнце постепенно нагревается. В настоящее время; Примерно через миллиард лет будет достаточно жарко, чтобы Земля потеряла всю свою воду.

Что ж, если честно, даже через сто миллионов лет солнечное тепло вызовет безудержное глобальное потепление на Земле, которое сожжет ее дотла. Так что да.

Тем не менее, все это не так плохо, как т.Земля физически находится внутри Солнца, где мы окажемся, когда наша звезда превратится в настоящего красного гиганта. Солнце останется таким в течение сотен миллионов лет, поэтому Земля, скорее всего, со временем сдвинется к солнечному ядру и выгорит.

Земля повлияет и на Солнце, но, может быть, незначительно. Однако это потому, что Земля маленькая. Мы знаем, что у некоторых звезд есть планеты-гиганты, такие как Юпитер, которые вращаются вокруг них — мы называем эти планеты Горячие юпитеры – Они будут погружены в начале операции «Красный гигант». Исследования показали, что это может оказать глубокое влияние на звезду. Когда они вращаются, они испытывают сильное сопротивление, из-за чего газ звезды прорывается сквозь нее, и звезда может вращаться, заставляя ее вращаться быстрее, вызывая выброс ее внешних слоев. Это может быть причиной того, что так много планетарных туманностей имеют такие замечательные формы.

Только что опубликованное новое исследование внимательно рассматривает этот процесс, используя физику планеты внутри умирающей звезды, подобной Солнцу, чтобы увидеть, какое влияние оказывает различная масса планеты. [link to paper].

Они используют сложные 3D-модели гидродинамики и физику движения газов, чтобы посмотреть на взаимодействие планеты внутри звезды. Они измеряют давление тарана, когда планета проходит через газ звезды, торможение, которое заставит ее орбиту сжаться, а при отражении газ звезды расширится.

Они обнаружили, что если планета достаточно велика, это сильно повлияет на яркость от звезды. Это связано с сохранением энергии, идеей о том, что энергию нельзя уничтожить; Он меняет свою форму от одного типа к другому. В этом случае в движении планеты вокруг звезды затрачивается много энергии. Подумайте об этом так: требуется лишь немного больше топлива, чтобы разогнать автомобиль до скоростей на шоссе, но для полуполностью загруженного полуприцепа требуется гораздо больше. Подумайте, сколько энергии имеет масса планеты, учитывая, что она может вращаться вокруг нескольких сотен тысяч километров в час!

Это огромное количество энергии, и по мере того, как планета мчится сквозь внешние слои звезды, энергия передается этому газу. Звезда реагирует на эту дополнительную энергию, вращаясь быстрее, но также и увеличивая свою яркость. Астрономы обнаружили, что планета, подобная Юпитеру, может увеличивать светимость звезды в несколько сотен раз за несколько лет своего обращения. Гораздо более крупный объект, такой как коричневый карлик с массой в 80 и более раз больше массы Юпитера, мог бы стать звездой. Десятки тысяч раз Ярче на некоторое время, потому что это вдохновляет! Пик этого эффекта длится год или около того, что очень мало по космическим масштабам, но низкие уровни яркости могут сохраняться веками.

Во многих случаях во внешнем слое звезды выделяется столько энергии, что она полностью взрывается и улетает в космос. Они обнаружили, что это не могло произойти до тех пор, пока звезда не расширится примерно до десяти диаметров Солнца, потому что, когда она меньше этого размера, ее гравитация на поверхности достаточно сильна, чтобы удерживать газ. По мере расширения гравитации гравитация ослабевает, позволяя материалу выбрасываться. Однако, как только звезда становится полностью пухлым красным гигантом, планета, масса которой в десять раз превышает массу Юпитера, — что не редкость — может привести к тому, что звезда выбросит свой материал.

В этих расчетах много тонкостей, но в конечном итоге они показывают, что то, что происходит со звездой, зависит от ее массы, от того, насколько массивной она становится, когда поглощает планету, и насколько массивной является планета. По мере дальнейшего уточнения этих расчетов они могут помочь астрономам в поиске этих событий, происходящих в галактике. Космическая обсерватория Gaia, например, мониторит миллиарды звезд, поэтому, хотя это свечение от проглоченной планеты эфемерно, его можно было обнаружить в акте. Это было бы потрясающе.

Если все это плохие новости, есть небольшое количество хороших новостей:

Мы начинаем понимать, как работает этот процесс. Я знаю, что это холодное облегчение, учитывая мрачную природу всего этого, но вся наука заключается в том, чтобы придавать смысл вещам; Хорошо это или плохо — это оценочное суждение. Но, если я могу быть немного Оптимистичный, понимание проблемы — первый шаг к ее решению. Я надеюсь, что если люди — или что-то вроде нас — все еще будут жить в этом будущем, мы сможем отправиться дальше в галактике и найти планету вокруг более молодой звезды, на которой можно жить. Или, если мы чувствуем ностальгию, есть способы медленно отодвинуть Землю от Солнца, чтобы противодействовать его воздействию.

Тем не менее, я оставлю это нашим далеким внукам. У нас еще есть сотни миллионов лет, чтобы проработать детали.

Leave a Comment