المحزن في الكون هو أن كل النجوم ستموت في النهاية. وعندما يفعلون ، ماذا يحدث لأطفالهم؟ عادة ، لا يكون تشخيص الكواكب حول النجم المحتضر جيدًا ، لكن دراسة جديدة تقول إن البعض قد يعيش في الواقع.
ألقت مجموعة من علماء الفلك نظرة فاحصة على ما يحدث عندما تصبح النجوم ، مثل شمسنا على سبيل المثال ، أقزامًا بيضاء في وقت متأخر من حياتهم. كما اتضح ، قد تنجو الكواكب الأكثر كثافة مثل الأرض من الحدث. ولكن فقط إذا كانوا على بعد مسافة مناسبة.
يأتي هذا البحث الجديد من علماء الفلك في مجموعة الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة وارويك. ونشرت ورقتهم في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. العنوان هو "الاسترخاء المداري وإثارة الكواكب التي تتفاعل مع الأقزام البيضاء."
القزم الأبيض هو الحالة النهائية لنجم ليس ضخمًا بما يكفي ليصبح نجمًا نيوترونيًا. في مجرتنا درب التبانة ، سيصبح حوالي 97٪ من النجوم أقزامًا بيضاء.
"الورقة هي واحدة من أولى الدراسات المخصصة على الإطلاق التي تبحث في آثار المد والجزر بين الأقزام البيضاء والكواكب."
د. ديمتري فيراس ، جامعة وارويك.
عندما يستنفد النجم وقوده ويصبح قزمًا أبيض ، فإنه ليس انتقالًا لطيفًا. يفجر النجم طبقاته الخارجية من الغازات ، ويشكل سديمًا كوكبيًا. يمكن تمزيق أي كواكب مدارية بعنف بواسطة هذا الطرد الغازي الكارثي.
بعد ذلك ، ستخضع أي أجسام باقية إلى قوى المد والجزر الضخمة التي تم إنشاؤها عندما ينهار النجم إلى حالته القزمة البيضاء فائقة الكثافة. يمكن لقوى المد والجزر أن تدفع أي كواكب مدارية إلى مدارات جديدة ، أو حتى إخراجها من النظام الشمسي تمامًا.
ومما يضاعف من هذا السيناريو المدمر انبعاثات الأشعة السينية القاتلة. إذا تم تدمير بعض الأجسام المدارية أو تجريدها من المواد ، يمكن أن تسقط هذه المادة في النجم ، مما يتسبب في أن ينبعث القزم الأبيض من الأشعة السينية. من الصعب تخيل أي حياة تنجو من انتقال نجم إلى قزم أبيض ، لكن إذا فعل البعض ، بطريقة ما ، فإن الأشعة السينية ستكون الانقلاب. على أي حال ، البيئة المحيطة بقزم أبيض ليست مكانًا لطيفًا.
وفقًا لهذه الدراسة الجديدة ، يمكن لبعض الكواكب البقاء على قيد الحياة في هذه البيئة المميتة ، إذا كانت كثيفة بما يكفي وإذا كانت على مسافة مناسبة.
يتوقف بقائهم على شيء يسمى "نصف قطر التدمير" على نحو ملائم. نصف قطر التدمير هو "المسافة من النجم حيث يتفكك جسم متماسكًا فقط بجاذبيته بسبب قوى المد والجزر" ، وفقًا لبيان صحفي. إذا تم تدمير أي كواكب بواسطة القزم الأبيض ، فستتشكل حلقة الحطام هذه داخل دائرة التدمير.
تظهر الدراسة أيضًا أنه كلما كان الكوكب أكثر ضخامة ، كلما قل احتمال النجاة من تفاعلات المد والجزر الجديدة في نظامه الشمسي. سوف يتم تلميع كوكب أقل كتلة بنفس القوى ، لكن كتلته الأقل قد تسمح له بالبقاء.
إن بقاء أي كوكب معين معقد ويعتمد على عدد من العوامل ، مثل كتلته وموقعه بالنسبة لنصف قطر التدمير. لكنها تعتمد أيضًا على لزوجة كوكب. يمكن أن يبتلع النجم نوعًا واحدًا من الكواكب الخارجية يسمى "الأرض الخارجية منخفضة اللزوجة" حتى لو كانت على بعد خمسة أضعاف المسافة من مركز القزم الأبيض ونصف قطر التدمير. (إنسيلادوس هو مثال جيد لجسم منخفض اللزوجة.)
هناك أيضًا "أرض خارجية عالية اللزوجة" يمكن ابتلاعها بسهولة إذا كانت تقع على مسافة ضعف الفصل بين مركز القزم الأبيض ونصف قطر التدمير. إن exo-Earth عالية اللزوجة عبارة عن كوكب ذي قلب كثيف يتكون بالكامل من عناصر أثقل.
المؤلف الرئيسي للدراسة هو د. ديمتري فيراس من قسم الفيزياء بجامعة وارويك. قال دكتور فيراس ، “الورقة هي واحدة من أولى الدراسات المكرسة على الإطلاق التي تبحث في آثار المد والجزر بين الأقزام البيضاء والكواكب. سيكون لهذا النوع من النمذجة أهمية متزايدة في السنوات القادمة ، حيث من المرجح أن يتم اكتشاف أجسام صخرية إضافية بالقرب من الأقزام البيضاء ".
دكتور فيراس سريع في تحديد حدود هذا البحث. ينطبق فقط على الكواكب المتجانسة. وهذا يعني الكواكب التي يكون هيكلها هو نفسه ، وليس كوكب مثل الأرض ، مع طبقات متعددة في هيكلها. إن نمذجة الكواكب مثل الأرض معقدة للغاية.
قال دكتور فيراس: "دراستنا ، بالرغم من تعقيدها من عدة نواح ، تعامل فقط الكواكب الصخرية المتجانسة التي تكون متسقة في هيكلها طوال الوقت". "إن الكوكب متعدد الطبقات ، مثل الأرض ، سيكون أكثر تعقيدًا للحساب بشكل كبير ولكننا ندرس جدوى القيام بذلك أيضًا."
"… تدل دراستنا على أن الكواكب الصخرية يمكن أن تنجو من تفاعلات المد والجزر مع القزم الأبيض بطريقة تدفع الكواكب إلى الخارج قليلاً."
د. ديمتري فيراس ، جامعة وارويك.
تشير الدراسة إلى مدى تعقيد تحديد مسافة آمنة من نجم قزم أبيض. ولكن ستكون هناك دائمًا مسافة آمنة. بالنسبة لكوكب صخري ومتجانس ، يجب أن يكون قادرًا على مقاومة الابتلاع والبقاء على قيد الحياة من قوى المد والجزر إذا كان يقع على مسافة من القزم الأبيض "حوالي ثلث المسافة بين عطارد والشمس" وفقًا للدراسة.
ستساعد هذه الدراسة على تحديد كيفية بحث الفلكيين عن الكواكب الخارجية حول النجوم القزمة البيضاء. وبما أن النجوم القزمة البيضاء وفيرة للغاية ، فإن فائدة الدراسة مضمونة.
قال دكتور د. حتى الآن ، ركزت الملاحظات على هذه المنطقة الداخلية ، لكن دراستنا تظهر أن الكواكب الصخرية يمكن أن تعيش في المد والجزر: تفاعلات مع القزم الأبيض بطريقة تدفع الكواكب إلى الخارج قليلاً. "
يقول دكتور فيراس إن دراستهم تفيد أيضًا في البحث عن الكواكب الخارجية حول الأقزام البيضاء من خلال البحث عن التوقيع الهندسي للكوكب الخارجي في قرص الحطام. إنها حقيقة معروفة جيدًا أن الأجسام في حلقة الحطام ، أو في قرص الكواكب الأولية ، يمكن أن تترك بصماتها في الحلقة ، مما يشير إلى وجودها للمراقبين البعيدين.
"يجب على الفلكيين أيضًا البحث عن التوقيعات الهندسية في أقراص الحطام المعروفة. قال الدكتور "يمكن أن تكون هذه التوقيعات نتيجة اضطرابات الجاذبية من كوكب يقع خارج نصف قطر التدمير ،" في هذه الحالات ، كانت الأقراص قد تكونت في وقت سابق من خلال سحق الكويكبات التي تقترب بشكل دوري وتدخل نصف قطر التدمير من القزم الأبيض. "
مع دخول التلسكوبات الأكثر قوة إلى الإنترنت في السنوات القليلة المقبلة ، ومع تزايد البحث عن الكواكب الخارجية ، يأمل الفريق الذي يقف وراء الصحيفة أن يساعد عملهم الباحثين عن الكواكب في استكشاف أنظمة القزم الأبيض بنجاح.
