Các hành tinh và tàn dư của chúng xung quanh sao lùn trắng

Pin
Send
Share
Send

Trong khi siêu tân tinh là cái chết kịch tính nhất của các ngôi sao, 95% các ngôi sao sẽ kết thúc cuộc sống của họ theo cách yên tĩnh hơn rất nhiều, đầu tiên sưng lên thành một người khổng lồ đỏ (có lẽ là một vài lần cho biện pháp tốt) trước khi từ từ thả lớp ngoài của chúng thành hành tinh tinh vân và mờ dần như một sao lùn trắng. Đây là số phận của mặt trời của chúng ta sẽ mở rộng gần quỹ đạo của Sao Hỏa. Sao Thủy, Sao Kim và Trái Đất sẽ được tiêu thụ hoàn toàn. Nhưng điều gì sẽ xảy ra với phần còn lại của các hành tinh trong hệ thống?

Trong khi nhiều câu chuyện cho rằng khi ngôi sao đạt đến pha khổng lồ đỏ, ngay cả trước khi nuốt chửng Trái đất, các hành tinh bên trong sẽ trở nên khắc nghiệt trong khi vùng có thể ở được sẽ mở rộng ra các hành tinh bên ngoài, có lẽ khiến cho các mặt trăng của Sao Mộc bị đóng băng trở thành nơi nghỉ ngơi lý tưởng trên bãi biển . Tuy nhiên, những tình huống này thường chỉ xem xét các hành tinh có quỹ đạo không thay đổi. Khi ngôi sao mất khối lượng, quỹ đạo sẽ thay đổi. Những người ở gần sẽ gặp phải lực cản do mật độ khí thoát ra tăng lên. Những người ở xa hơn sẽ được tha nhưng sẽ có quỹ đạo từ từ mở rộng khi phần bên trong khối quỹ đạo của họ bị bong ra. Các hành tinh ở các bán kính khác nhau sẽ cảm thấy sự kết hợp của các hiệu ứng này theo những cách khác nhau khiến quỹ đạo của chúng thay đổi theo những cách không liên quan đến nhau.

Sự rung chuyển chung này của hệ thống quỹ đạo sẽ dẫn đến việc hệ thống trở nên một lần nữa, một cách linh hoạt, trẻ tuổi, với các hành tinh di chuyển và tương tác nhiều như khi hệ thống lần đầu tiên hình thành. Các tương tác gần gũi có thể có khả năng có thể đâm các hành tinh lại với nhau, đẩy chúng ra khỏi hệ thống, thành các quỹ đạo hình elip, hoặc tệ hơn, vào chính ngôi sao. Nhưng bằng chứng của các hành tinh này có thể được tìm thấy?

Một bài báo đánh giá gần đây khám phá khả năng. Do sự đối lưu trong sao lùn trắng, các nguyên tố nặng nhanh chóng được kéo xuống các lớp thấp hơn của ngôi sao để loại bỏ dấu vết của các nguyên tố khác ngoài hydro và heli trong quang phổ. Do đó, nếu các yếu tố nặng được phát hiện, nó sẽ là bằng chứng của sự bồi tụ liên tục hoặc từ môi trường giữa các vì sao hoặc từ một nguồn nguyên liệu hoàn cảnh. Tác giả của bài đánh giá liệt kê hai ví dụ ban đầu về các sao lùn trắng với bầu khí quyển bị ô nhiễm về mặt này: van Maanen 2 và G29-38. Quang phổ của cả hai cho thấy các vạch hấp thụ mạnh do canxi trong khi sau đó cũng có một đĩa bụi được phát hiện xung quanh ngôi sao?

Nhưng đĩa bụi này có phải là tàn dư của một hành tinh không? Không cần thiết. Mặc dù vật liệu này có thể là các vật thể lớn hơn, chẳng hạn như các tiểu hành tinh, các hạt có kích thước bụi nhỏ hơn sẽ bị quét khỏi hệ mặt trời do áp suất bức xạ từ ngôi sao trong suốt vòng đời chính. Giống như các hành tinh, các quỹ đạo của các tiểu hành tinh sẽ bị nhiễu loạn và bất kỳ hành tinh nào đi quá gần ngôi sao cũng có thể bị xé toạc và làm ô nhiễm ngôi sao, mặc dù ở quy mô nhỏ hơn nhiều so với hành tinh bị tiêu hóa. Cũng dọc theo những dòng này là sự gián đoạn tiềm năng của một đám mây Oort tiềm năng. Một số ước tính đã dự đoán rằng một hành tinh tương tự Sao Mộc có thể có quỹ đạo Trái đất được mở rộng gấp hàng nghìn lần, điều này cũng có khả năng phân tán nhiều người vào ngôi sao.

Chìa khóa để sắp xếp các nguồn này một lần nữa có thể nằm trong quang phổ. Trong khi các tiểu hành tinh và sao chổi chắc chắn có thể góp phần gây ô nhiễm sao lùn trắng, sức mạnh của các vạch quang phổ sẽ là một chỉ số gián tiếp về tốc độ hấp thụ trung bình và nên cao hơn đối với các hành tinh. Ngoài ra, tỷ lệ của các yếu tố khác nhau có thể giúp hạn chế nơi cơ thể tiêu thụ được hình thành trong hệ thống. Mặc dù các nhà thiên văn học đã tìm thấy nhiều hành tinh khí trong quỹ đạo kín xung quanh các ngôi sao chủ của chúng, người ta nghi ngờ rằng chúng hình thành xa hơn nơi nhiệt độ sẽ cho phép khí ngưng tụ trước khi bị cuốn đi. Các vật thể hình thành gần hơn có thể sẽ có nhiều đá trong tự nhiên và nếu được tiêu thụ, đóng góp của chúng vào quang phổ sẽ được chuyển sang các nguyên tố nặng hơn.

Với sự ra mắt của Spitzer kính viễn vọng, đĩa bụi biểu thị sự tương tác đã được tìm thấy xung quanh nhiều sao lùn trắng và việc cải thiện quan sát quang phổ đã chỉ ra rằng một số lượng đáng kể các hệ thống dường như bị ô nhiễm. Nếu một thuộc tính của tất cả các sao lùn trắng bị ô nhiễm kim loại thành các mảnh vụn đá, thì tỷ lệ các hệ thống hành tinh trên mặt đất tồn tại trong quá trình tiến hóa trình tự sau chính (ít nhất là một phần) cao tới 20% đến 30%. Tuy nhiên, với việc xem xét các nguồn gây ô nhiễm khác, con số giảm xuống một vài phần trăm. Hy vọng, khi các quan sát tiến triển, các nhà thiên văn học sẽ bắt đầu khám phá thêm các hành tinh xung quanh các ngôi sao giữa dãy chính và khu vực sao lùn trắng để khám phá tốt hơn giai đoạn tiến hóa hành tinh này.

Pin
Send
Share
Send