Planetêre skilde sal onder woedende sterwinde van hul sterwende sterre buk - byna onmoontlik vir lewe om te oorleef
Enige lewe wat geïdentifiseer is op planete wat om wit dwergsterre wentel, het byna seker ontwikkel ná die ster se dood, sê 'n nuwe studie onder leiding van die Universiteit van Warwick wat die gevolge van die intense en woedende sterwinde wat 'n planeet sal slaan namate sy ster besig is om te sterf, onthul. Die navorsing word gepubliseer in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, en hoofskrywer Dr. Dimitri Veras het dit vandag (21 Julie 2021) by die aanlyn Nasionale Astronomy Meeting (NAM 2021) aangebied.
Die navorsing verskaf nuwe insig vir sterrekundiges wat na tekens van lewe rondom hierdie dooie sterre soek deur die impak te ondersoek wat hul winde op wentelende planete sal hê tydens die ster se oorgang na die witdwergstadium. Die studie kom tot die gevolgtrekking dat dit byna onmoontlik is vir lewe om kataklismiese ster-evolusie te oorleef, tensy die planeet 'n intens sterk magnetiese veld - of magnetosfeer - het wat dit kan beskerm teen die ergste gevolge.
In die geval van die Aarde kan sonwinddeeltjies die beskermende lae van die atmosfeer erodeer wat mense teen skadelike ultravioletstraling beskerm. Die aardse magnetosfeer dien soos 'n skild om daardie deeltjies deur sy magnetiese veld weg te lei. Nie alle planete het 'n magnetosfeer nie, maar die aarde s'n word gegenereer deur sy ysterkern, wat soos 'n dinamo roteer om sy magnetiese veld te skep.
“Ons weet dat die sonwind in die verlede die Mars-atmosfeer geërodeer het, wat, anders as die Aarde, nie 'n grootskaalse magnetosfeer het nie. Wat ons nie verwag het om te vind nie, is dat die sonwind in die toekoms net so skadelik kan wees selfs vir daardie planete wat deur 'n magnetiese veld beskerm word,” sê dr Aline Vidotto van Trinity College Dublin, die mede-outeur van die studie.
Alle sterre het uiteindelik beskikbare waterstof wat die kernfusie in hul kerns aanvuur. In die Son sal die kern dan saamtrek en verhit, wat 'n enorme uitbreiding van die buitenste atmosfeer van die ster in 'n 'rooi reus' aandryf. Die Son sal dan strek tot 'n deursnee van tienmiljoene kilometers, en die binneste planete insluk, moontlik die Aarde ingesluit. Terselfdertyd beteken die verlies aan massa in die ster dat dit 'n swakker gravitasiekrag het, sodat die oorblywende planete verder wegbeweeg.
Tydens die rooireusfase sal die sonwind baie sterker wees as vandag, en dit sal dramaties fluktueer. Veras en Vidotto het die winde van 11 verskillende soorte sterre gemodelleer, met massas wat wissel van een tot sewe keer die massa van ons Son.
Hul model het gedemonstreer hoe die digtheid en spoed van die sterwind, gekombineer met 'n groeiende planetêre wentelbaan, saamspan om alternatiewelik die magnetosfeer van 'n planeet met verloop van tyd te krimp en uit te brei. Vir enige planeet om sy magnetosfeer in alle stadiums van ster-evolusie te behou, moet sy magnetiese veld minstens honderd keer sterker as Jupiter se huidige magnetiese veld wees.
Die proses van sterre-evolusie lei ook tot 'n verskuiwing in 'n ster se bewoonbare sone, wat die afstand is wat 'n planeet sal toelaat om die regte temperatuur te hê om vloeibare water te ondersteun. In ons sonnestelsel sal die bewoonbare sone beweeg vanaf ongeveer 150 miljoen km vanaf die Son - waar die aarde tans geposisioneer is - tot 6 miljard km, of verder as Neptunus. Alhoewel 'n wentelende planeet ook van posisie sou verander tydens die reuse-takfases, het die wetenskaplikes gevind dat die bewoonbare sone vinniger na buite beweeg as die planeet, wat addisionele uitdagings vir enige bestaande lewe stel wat hoop om die proses te oorleef.
Uiteindelik gooi die rooi reus sy hele buitenste atmosfeer af en laat die digte warm wit dwerg-oorblyfsel agter. Dit straal nie sterwinde uit nie, so sodra die ster hierdie stadium bereik, is die gevaar vir oorlewende planete verby.
Dr. Veras het gesê: "Hierdie studie demonstreer die moeilikheid van 'n planeet om sy beskermende magnetosfeer regdeur die geheel van die reuse-takfases van sterre-evolusie te handhaaf."
"Een gevolgtrekking is dat lewe op 'n planeet in die bewoonbare sone rondom 'n witdwerg byna seker tydens die witdwergfase sou ontwikkel, tensy daardie lewe veelvuldige uiterste en skielike veranderinge in sy omgewing kon weerstaan."
Toekomstige missies soos die James Webb-ruimteteleskoop wat later vanjaar gelanseer sal word, behoort meer te onthul oor planete wat om wit dwergsterre wentel, insluitend of planete binne hul bewoonbare sones biomerkers toon wat die teenwoordigheid van lewe aandui, so die studie verskaf waardevolle konteks aan enige potensiële ontdekkings.
Tot dusver is geen aardse planeet gevind wat lewe rondom 'n wit dwerg kan onderhou nie, maar twee bekende gasreuse is naby genoeg aan hul ster se bewoonbare sone om te suggereer dat so 'n planeet kan bestaan. Hierdie planete het waarskynlik nader aan die witdwerg inbeweeg as gevolg van interaksies met ander planete verder uit.
Dr. Veras voeg by: “Hierdie voorbeelde toon dat reusagtige planete baie naby aan die bewoonbare sone kan nader. Die bewoonbare sone vir 'n wit dwerg is baie naby aan die ster omdat hulle baie minder lig uitstraal as 'n sonagtige ster. Witdwerge is egter ook baie bestendige sterre aangesien hulle geen winde het nie. ’n Planeet wat in die witdwerg bewoonbare sone geparkeer is, kan miljarde jare lank daar bly, wat tyd vir lewe toelaat om te ontwikkel mits die toestande geskik is.”
Vergadering: Royal Astronomical Society National Astronomy Meeting
