august 1, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Planetskjold vil bøye seg under de rasende stjernevindene til deres døende stjerner, nesten umulig for livet å overleve

Planetskjold vil bøye seg under de rasende stjernevindene til deres døende stjerner, nesten umulig for livet å overleve

Når solen utvikler seg til en rød gigantisk stjerne, kan jorden bli svelget av stjernens atmosfære, og med en mye mer ustabil solvind kan til og med de tøffe og beskyttende magnetosfærene til de gigantiske ytre planetene forsvinne. Kreditt: MSFC / NASA

Ethvert liv som er identifisert på planeter som kretser rundt hvite dvergstjerner, utviklet seg nesten helt sikkert etter stjernens død, sier en ny studie ledet av University of Warwick som avslører konsekvensene av de intense og rasende stjernevindene som vil piske en planet. Mens stjernen hans dør. Forskningen er publisert i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, og hovedforfatter Dr. Dimitri Veras presenterte den i dag (21. juli 2021) på National Astronomy Meeting online (NAM 2021).

Forskningen gir et nytt perspektiv for astronomer som ser etter tegn på liv rundt disse døde stjernene, ved å undersøke hvilken innvirkning vindene deres vil ha på kretsløpende planeter under stjernens overgang til den hvite dvergstadiet. Studien konkluderer med at det er nesten umulig for livet å overleve katastrofal stjernevolusjon med mindre planeten har et intenst sterkt magnetfelt, eller magnetosfære, som kan beskytte den mot de verste effektene.

Når det gjelder jorden, kan partikler fra solvinden ødelegge de beskyttende lagene i atmosfæren som beskytter mennesker mot skadelig ultrafiolett stråling. Jordens magnetosfære fungerer som et skjold for å avbøye disse partiklene gjennom magnetfeltet. Ikke alle planeter har en magnetosfære, men jordens genereres av sin jernkjerne, som roterer som en dynamo for å skape magnetfeltet.

“Vi vet at solvinden tidligere eroderte Mars-atmosfæren, som i motsetning til jorden ikke har en storskala magnetosfære. Det vi ikke forventet å finne er at solvinden i fremtiden kan være så skadelig selv for de planeter som er beskyttet av et magnetfelt, sier Dr. Aline Vidotto fra Trinity College Dublin, medforfatter av studien.

READ  Ny teknikk som brukes til å oppdage en mulig superjord i den beboelige sonen Alpha Centauri

Alle stjerner går til slutt tom for tilgjengelig hydrogen som gir næring til kjernefusjon i kjernene. I solen vil kjernen trekke seg sammen og varme seg, og føre til en enorm utvidelse av stjernens ytre atmosfære til en “rød gigant.” Solen vil da spre seg til en diameter på flere titalls millioner kilometer, og omslutte de indre planetene, muligens inkludert jorden. Samtidig betyr tapet av masse i stjernen at den har en svakere tyngdekraft, så de gjenværende planetene beveger seg lenger fra hverandre.

I løpet av den røde gigantfasen vil solvinden være mye sterkere enn i dag og vil svinge dramatisk. Veras og Vidotto modellerte vindene til 11 forskjellige typer stjerner, med masser som spenner fra en til syv ganger solens masse.

Modellen deres demonstrerte hvordan tettheten og hastigheten til stjernevinden, kombinert med en ekspanderende planetbane, konspirerer for vekselvis å trekke seg sammen og utvide planetens magnetosfære over tid. For at enhver planet skal opprettholde sin magnetosfære i alle stadier av stjernevolusjonen, må dens magnetfelt være minst hundre ganger sterkere enn Jupiters nåværende magnetfelt.

Stjernevolusjonsprosessen resulterer også i en endring i en stjernes beboelige sone, som er avstanden som vil tillate en planet å ha riktig temperatur for å støtte flytende vann. I vårt solsystem ville den beboelige sonen bevege seg fra omtrent 150 millioner km fra Sola, der Jorden for øyeblikket ligger, til 6 milliarder km, eller utover Neptun. Selv om en bane rundt planeten også ville endre posisjon i de gigantiske grenfasene, fant forskerne at den beboelige sonen beveger seg utover raskere enn planeten, og utgjør ytterligere utfordringer for ethvert eksisterende liv som håper å overleve prosessen.

READ  Astronomer oppdager en trio av unge planeter som kretser rundt en teenagesol i en elv med stjerner

Til slutt kaster den røde kjempen hele sin ytre atmosfære og etterlater den tette resten av varm hvit dverg. Disse avgir ikke stjernevind, så når stjernen når dette stadiet, er faren for de overlevende planetene passert.

Dr. Veras sa: “Denne studien demonstrerer vanskeligheten til en planet å opprettholde sin beskyttende magnetosfære gjennom alle faser av de gigantiske grenene av stjernevolusjonen.”

“En konklusjon er at livet på en planet i den beboelige sonen rundt en hvit dverg nesten helt sikkert ville utvikle seg i løpet av den hvite dvergfasen, med mindre livet var i stand til å motstå flere ekstreme og plutselige endringer i miljøet.”.

Fremtidige oppdrag som James Webb-romteleskopet som skal lanseres senere i år, skulle avsløre mer om planeter som kretser rundt hvite dvergstjerner, inkludert om planeter i deres beboelige soner viser biomarkører som indikerer for eksempel liv, slik at studien gir verdifull kontekst for eventuelle potensielle funn.

Så langt er det ikke funnet noen jordbasert planet som kan støtte livet rundt en hvit dverg, men to kjente gassgiganter er nær nok til stjernens beboelige sone til å antyde at en slik planet kan eksistere. Disse planetene kom sannsynligvis nærmere den hvite dvergen som et resultat av samspill med andre planeter lenger borte.

Dr. Veras legger til: “Disse eksemplene viser at gigantiske planeter kan komme veldig nær den beboelige sonen. Den beboelige sonen til en hvit dverg er veldig nær stjernen fordi de avgir mye mindre lys enn en stjerne som ligner på solen. Hvite dverger er imidlertid også veldig stabile stjerner siden de ikke har vind. En planet som er stasjonert i den hvite dvergens beboelige sone, kan forbli der i milliarder av år, og gi tid for livet å utvikle seg forutsatt at forholdene er rette. “

READ  NASAs SLS-rakett vil gjennomgå en ny og lengre varmebranntest

Møte: Nasjonalt astronomimøte i Royal Astronomical Society