Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Opgeslikt, verscheurd of voortlevend:hoe het met de aarde zal gaan als de zon sterft

Klompen puin van een verstoord planetesimaal bevinden zich op onregelmatige afstanden in een lange, excentrische baan rond de witte dwerg. Individuele puinwolken passeren met tussenpozen voor de witte dwerg, waardoor een deel van zijn licht wordt geblokkeerd. Door de verschillende groottes van de fragmenten in deze klonten flikkert de helderheid van de witte dwerg op een chaotische manier. Credit:Dr. Mark Garlick/De Universiteit van Warwick

Ons zonnestelsel en alles daarin – inclusief de aarde – zal er heel anders uitzien als de zon ondergaat.



Maar of de planeet die wij onze thuis noemen door onze stervende ster wordt ‘opgeslokt’ of erin slaagt aan zijn klauwen te ontsnappen, de tijd zal het leren.

De binnenplaneten Mercurius en Venus zullen vrijwel zeker worden verpletterd en verzwolgen door de zon, volgens een nieuw artikel met de titel "Long-term variability in puin transiting white dwergen", vandaag gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Maar zelfs als de aarde haar ster zou overleven, zou ze helaas nog steeds niet bewoonbaar zijn. Aan de positieve kant zou het in ieder geval beter presteren dan sommige van de manen van Jupiter, waarvan een internationaal team van astrofysici zegt dat ze kunnen worden verdreven en versnipperd als de zon zonder energie komt te zitten.

Ze kwamen met de angstaanjagende profetie over hoe ons zonnestelsel er over vijf miljard jaar uit zou kunnen zien, nadat ze hadden bestudeerd wat er gebeurt met planetaire systemen zoals het onze als hun gaststerren witte dwergen worden.

"Of de aarde snel genoeg naar buiten kan bewegen voordat de zon haar kan inhalen en verbranden, is niet duidelijk, maar als dat wel het geval is, zou de aarde [nog steeds] haar atmosfeer en oceaan verliezen en geen erg leuke plek zijn om te verblijven." live", legt professor Boris Gaensicke van de Universiteit van Warwick uit.

Als onze planeet, samen met Venus en Mercurius, door de zon zou worden verzwolgen, zouden Mars en de vier gasreuzen (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) in een baan om wat uiteindelijk een witte dwerg zou verschijnen, achterblijven.

Overlevende asteroïden en kleinere manen zouden dan waarschijnlijk uit elkaar worden gescheurd en tot stof vermalen voordat ze in de dode ster vallen, aldus het team van onderzoekers.

Momenteel verbrandt de zon waterstof in de kern, maar zodra dit is opgebruikt, zal de zon uitzetten en een rode reus worden, voordat hij eindigt als een witte dwerg – de eindtoestand van sterren wanneer ze al hun brandstof hebben verbruikt.

Het bestuderen van witte dwergen is nuttig omdat het inzicht biedt in verschillende aspecten van stervorming en -evolutie.

Credit:Royal Astronomical Society

Onderzoekers in dit onderzoek wilden weten wat er gebeurt met asteroïden, manen en planeten die dicht bij witte dwergen passeren.

Wat ze ontdekten is dat het lot van deze lichamen waarschijnlijk extreem gewelddadig en catastrofaal zal zijn. Ze kwamen tot deze conclusie na analyse van de transits van de lichamen:dalingen in de helderheid van sterren veroorzaakt door objecten die voor hen langs passeren.

In tegenstelling tot de voorspelbare transits veroorzaakt door planeten rond sterren, zijn transits veroorzaakt door puin vreemd gevormd, chaotisch en wanordelijk.

Hoofdonderzoeker dr. Amornrat Aungwerojwit van de Naresuan Universiteit in Thailand zei:“Eerder onderzoek heeft aangetoond dat wanneer asteroïden, manen en planeten dicht bij witte dwergen komen, de enorme zwaartekracht van deze sterren deze kleine planetaire lichamen in steeds kleinere stukken scheurt. "

Botsingen tussen deze stukken vermalen ze uiteindelijk tot stof, dat vervolgens in de witte dwerg terechtkomt, waardoor onderzoekers kunnen bepalen van welk type materiaal de oorspronkelijke planetaire lichamen zijn gemaakt.

In dit nieuwe onderzoek analyseerden wetenschappers gedurende 17 jaar veranderingen in de helderheid van sterren, waardoor inzicht werd verkregen in de manier waarop deze lichamen worden verstoord. Ze concentreerden zich op drie verschillende witte dwergen die zich allemaal heel verschillend gedroegen.

Professor Gaensicke zei:‘Het simpele feit dat we het puin van asteroïden, misschien manen of zelfs planeten die om de paar uur rond een witte dwerg zoeven, kunnen detecteren, is behoorlijk verbazingwekkend, maar onze studie laat zien dat het gedrag van deze systemen snel kan evolueren. , binnen een paar jaar.

"Hoewel we denken dat we met onze studies op de goede weg zijn, is het lot van deze systemen veel complexer dan we ons ooit hadden kunnen voorstellen."

De eerste onderzochte witte dwerg (ZTF J0328-1219) leek de afgelopen jaren stabiel en 'goed gedragen', maar de auteurs vonden bewijs voor een grote catastrofale gebeurtenis rond 2010.

Er is aangetoond dat een andere ster (ZTF J0923+4236) elke paar maanden onregelmatig dimt, en tijdens deze zwakkere toestanden een chaotische variabiliteit vertoont op tijdschalen van minuten, voordat hij weer helderder wordt.

Het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft in 2015 aangetoond dat de derde geanalyseerde witte dwerg (WD 1145+017) zich in de buurt van de theoretische voorspellingen gedraagt, met enorme variaties in aantallen, vormen en diepten van transits.

Verrassend genoeg zijn de transits die in dit onderzoek zijn onderzocht nu verdwenen.

"Het systeem wordt over het algemeen heel langzaam helderder, naarmate het stof dat werd geproduceerd door catastrofale botsingen rond 2015 zich verspreidt", zegt professor Gaensicke.

"De onvoorspelbare aard van deze transits kan astronomen gek maken:het ene moment zijn ze er, het andere moment zijn ze weg. En dit wijst op de chaotische omgeving waarin ze zich bevinden."

Toen hem werd gevraagd naar het lot van ons eigen zonnestelsel, zei professor Gaensicke:"Het trieste nieuws is dat de aarde waarschijnlijk gewoon zal worden opgeslokt door een uitdijende zon, voordat deze een witte dwerg wordt.

"Voor de rest van het zonnestelsel kunnen sommige asteroïden tussen Mars en Jupiter, en misschien enkele manen van Jupiter, losraken en dicht genoeg bij de uiteindelijke witte dwerg komen om het versnipperingsproces te ondergaan dat we hebben onderzocht." /P>

Meer informatie: Amornrat Aungwerojwit et al, Variabiliteit op lange termijn in puin dat witte dwergen passeert, Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae750

Journaalinformatie: Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society

Aangeboden door Royal Astronomical Society