Щитовете на планетите ще се преплитат под гневните звездни ветрове от умиращите си звезди – почти е невъзможно животът да оцелее

Тъй като Слънцето еволюира в червена гигантска звезда, атмосферата на нашата звезда може да погълне Земята и с по-стабилен слънчев вятър еластичните и защитни магнитосфери на гигантските екзопланети могат да бъдат отстранени. Кредит: MSFC / NASA

Ново проучване, ръководено от Университета в Уорик, казва, че всеки живот, идентифициран на планети, обикалящи около звездите от бели джуджета, еволюира след смъртта на звездата, което разкрива последствията от интензивните и яростни звездни ветрове, които биха ударили планетата, докато нейната звезда умира. Изследването е публикувано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и е представено от водещия автор д-р Димитри Верас днес (21 юли 2021 г.) на Националната онлайн среща по астрономия (NAM 2021).

Изследването предоставя нова информация за астрономите, които търсят признаци на живот около тези мъртви звезди, като изследват ефекта на техните ветрове върху планетите, които обикалят около планетите, когато звездата преминава във фаза на бяло джудже. Изследването заключава, че би било почти невъзможно животът да оцелее в катастрофална звездна еволюция, освен ако планетата няма изключително силно магнитно поле – или магнитосфера -, което да я предпази от най-лошите въздействия.

В случая на Земята частиците на слънчевия вятър могат да разрушат защитните слоеве на атмосферата, които предпазват хората от вредните ултравиолетови лъчи. Магнитосферата на Земята действа като щит за отклоняване на тези частици през нейното магнитно поле. Не всички планети имат магнитосфера, но Земята се генерира от нейното желязно ядро, което се върти като динамо, за да създаде своето магнитно поле.

Знаем, че в миналото слънчевият вятър ерозира атмосферата на Марс, който за разлика от Земята няма обширна магнитосфера. Това, което не очаквахме да открием, е, че слънчевият вятър в бъдеще може да бъде разрушителен дори за онези планети, защитени от магнитно поле „, казва д-р Алън Видуто от Тринити Колидж в Дъблин, съавтор на изследването.

В крайна сметка на всички звезди свърши водородът, който подхранва ядрения синтез в техните ядра. На Слънцето ядрото ще се свие и нагрее, причинявайки масивно разширяване на външната атмосфера на звездата до „червен гигант“. След това Слънцето ще се простира до диаметър от десетки милиони километри, поглъщайки вътрешните планети, включително Земята. В същото време загубата на маса в звездата означава, че тя има по-слаба гравитационна сила, така че останалите планети се отдалечават.

По време на фазата на червения гигант слънчевият вятър ще бъде много по-силен от днешния и ще варира значително. Фера и Видуто са моделирали ветрове от 11 различни вида звезди, с маси, вариращи от един до седем пъти масата на нашето слънце.

Техният модел показа как плътността и скоростта на звездните ветрове, съчетани с нарастваща планетарна орбита, се компилират за свиване и разширяване на магнитосферата на планетата с течение на времето. За да може една планета да запази своята магнитосфера през всички етапи на еволюцията на звездите, нейното магнитно поле трябва да е поне сто пъти по-силно от настоящото магнитно поле на Юпитер.

Процесът на звездна еволюция също води до промяна в обитаемата зона на звездата – разстоянието, което позволява на планетата да бъде с подходящата температура, за да поддържа течна вода. В нашата слънчева система обитаемата зона ще премине от около 150 милиона километра от слънцето – където в момента се намира Земята – до 6 милиарда километра или по-далеч от Нептун. Въпреки че орбиталната планета може да промени позицията си по време на фазите на гигантско разклоняване, учените са установили, че обитаемата зона се движи навън по-бързо от планетата, създавайки допълнителни предизвикателства за всеки живот там с надеждата за оцеляване.

В крайна сметка червеният гигант изхвърли цялата си външна атмосфера, оставяйки след себе си остатъците от дебело горещо бяло джудже. Те не излъчват звездни ветрове, така че след като звездата достигне този етап, опасността за останалите планети е отминала.

„Това проучване демонстрира трудността да се поддържа планета в нейната защитна магнитосфера през гигантското разклонение на звездната еволюция“, каза д-р Ферас.

„Един извод е, че животът на планета в обитаемата зона около бяло джудже почти сигурно ще се развие по време на етапа на бялото джудже, освен ако този живот не е в състояние да устои на много екстремни и резки промени в заобикалящата го среда.“

Бъдещите мисии като космическия телескоп „Джеймс Уеб“, който трябва да стартира по-късно тази година, трябва да разкрият повече за планетите, обикалящи около звездите от бели джуджета, включително дали планетите в техните обитаеми зони показват биомаркери на живота, така че предоставянето на проучването предоставя ценен контекст за всяка от тях. потенциални открития.

Досега не е открита земна планета, която да поддържа живота около бяло джудже, но двама известни газови гиганти са достатъчно близо до обитаемата зона на своята звезда, за да предполагат съществуването на такава планета. Възможно е тези планети да са се доближили до бялото джудже в резултат на взаимодействие с други планети отвън.

Д-р Ферас добавя: „Тези примери показват, че гигантските планети могат да се доближат много близо до обитаемата зона. Обитаемата зона на бяло джудже е много близо до звездата, защото излъчва много по-малко светлина от подобна на слънце звезда. Въпреки това, бялата джуджетата също са неподвижни звезди Много там, където няма вятър. Закърнелата планета може да остане в обитаемата зона на бялото джудже в продължение на милиарди години, което позволява времето за живот да се развива, при условие че са правилни. „

Среща: Националната астрономическа среща на Кралското астрономическо общество