Štíty planet se budou proplétat pod rozzlobenými hvězdnými větry od jejich umírajících hvězd – život je téměř nemožné přežít

Nová studie vedená University of Warwick říká, že jakýkoli život identifikovaný na planetách obíhajících kolem bílých trpasličích hvězd se vyvinul po smrti hvězdy, což odhalilo důsledky intenzivních a zuřivých hvězdných větrů, které by udeřily na planetu, když její hvězda umírala. Výzkum byl publikován v Měsíčních oznámeních Královské astronomické společnosti a byl dnes (21. července 2021) představen hlavním autorem Dr. Dimitri Verasem na National Online Astronomy Meeting (NAM 2021).

Výzkum poskytuje nový pohled na astronomy, kteří hledají známky života kolem těchto mrtvých hvězd, zkoumáním vlivu jejich větrů na planety obíhající kolem planet při přechodu hvězdy do fáze bílého trpaslíka. Studie dospěla k závěru, že by bylo téměř nemožné, aby život přežil katastrofický hvězdný vývoj, pokud by planeta neměla extrémně silné magnetické pole – nebo magnetosféru – které by ji mohlo chránit před nejhoršími dopady.

V případě Země mohou částice slunečního větru erodovat ochranné vrstvy atmosféry, které chrání člověka před škodlivými ultrafialovými paprsky. Zemská magnetosféra působí jako štít, který tyto částice odvádí svým magnetickým polem. Ne všechny planety mají magnetosféru, ale Země je generována jeho železným jádrem, které se točí jako dynamo a vytváří své magnetické pole.

„Víme, že sluneční vítr v minulosti narušil atmosféru Marsu, který na rozdíl od Země nemá rozsáhlou magnetosféru. Neočekávali jsme, že objevíme, že sluneční vítr v budoucnu může být destruktivní i pro tyto planety chráněno magnetickým polem, “říká Dr. Allen Viduto z Trinity College v Dublinu, spoluautor studie.

Nakonec všem hvězdám došel vodík, který v jejich jádrech podporuje jadernou fúzi. Na Slunci se jádro zmenší a zahřeje, což způsobí masivní expanzi vnější atmosféry hvězdy na „rudého obra“. Slunce by se pak rozšířilo na průměr desítek milionů kilometrů a pohltilo vnitřní planety, případně včetně Země. Ztráta hmotnosti ve hvězdě zároveň znamená, že má slabší gravitační sílu, takže se zbývající planety vznášejí pryč.

Během fáze červeného obra bude sluneční vítr mnohem silnější než dnes a bude výrazně kolísat. Ferras a Viduto modelovali větry z 11 různých typů hvězd, jejichž hmotnost se pohybovala od jedné do sedminásobku hmotnosti našeho slunce.

Jejich model ukázal, jak se hustota a rychlost hvězdných větrů v kombinaci se zvyšující se oběžnou dráhou planety spikly ke zmenšení a rozšíření magnetosféry planety v průběhu času. Aby si planeta udržovala magnetosféru během všech fází hvězdného vývoje, musí být její magnetické pole nejméně stokrát silnější než současné magnetické pole Jupitera.

Proces hvězdné evoluce také způsobuje posun v obyvatelné zóně hvězdy, vzdálenosti, která umožňuje planetě mít správnou teplotu pro podporu kapalné vody. V naší sluneční soustavě by se obyvatelná zóna pohybovala od asi 150 milionů kilometrů od Slunce – kde se aktuálně nachází Země – do 6 miliard kilometrů, nebo dále od Neptunu. Ačkoli obíhající planeta může také měnit polohu během fází obrovského větvení, vědci zjistili, že obyvatelná zóna se pohybuje ven rychleji než planeta, což představuje další výzvy pro jakýkoli život tam v naději na přežití.

Nakonec červený obr odhodil celou svou vnější atmosféru a zanechal po sobě zbytky tlustého, horkého bílého trpaslíka. Nevyzařují hvězdné větry, takže jakmile hvězda dosáhne této fáze, nebezpečí pro zbývající planety je u konce.

„Tato studie ukazuje, jak obtížné je udržovat planetu v její ochranné magnetosféře po celou dobu obrovského větvení hvězdné evoluce,“ řekl Dr. Ferras.

„Jedním závěrem je, že život na planetě v obyvatelné zóně kolem bílého trpaslíka se téměř jistě vyvine během fáze bílého trpaslíka, pokud tento život nebude schopen odolat mnoha extrémním a náhlým změnám v jeho prostředí.“

Budoucí mise, jako je vesmírný dalekohled Jamese Webba, který by měl být vypuštěn později v tomto roce, by měly odhalit více o planetách obíhajících kolem bílých trpasličích hvězd, včetně toho, zda planety v jejich obyvatelných zónách ukazují biomarkery života, takže poskytnutí Studie poskytuje každému z nich cenný kontext. potenciální objevy.

Doposud nebyla nalezena žádná pozemská planeta, která by mohla podporovat život kolem bílého trpaslíka, ale dva známí plynní obři jsou dostatečně blízko obyvatelné zóně své hvězdy, aby naznačili možnost takové planety. Je možné, že se tyto planety přiblížily k bílému trpaslíkovi v důsledku interakcí s jinými planetami venku.

Dr. Ferras dodává: „Tyto příklady ukazují, že obří planety se mohou dostat velmi blízko k obytné zóně. Obytná zóna bílého trpaslíka je velmi blízko ke hvězdě, protože vyzařuje mnohem méně světla než hvězda podobná slunci. Bílá však trpaslíci jsou také stacionární hvězdy Velmi tam, kde nemá žádný vítr. Zakrslá planeta tam může zůstat v obyvatelné zóně bílého trpaslíka po miliardy let, což umožní, aby se život vyvinul, pokud budou podmínky správné. “

Setkání: Národní astronomické setkání Královské astronomické společnosti