g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Güneş öldüğünde dünya kaçabilir mi?

Bu makale herkese açık hesaptandır " Bilimi eve götür "Sağlamak

Çocuklara en iyi fen eğitimini verin

Resim kaynağı: Pixabay

"Gezici Dünya" da güneş ölüme geri sayıma başlamak üzere, dünya ve insanlık yok olma tehlikesiyle karşı karşıya ve ardından güneş sisteminden kaçma planı başlatılıyor. Öyleyse, gerçek dünyadaki güneş öldüğünde, dünyamızın gerçekten sorunsuz bir şekilde kaçmanın bir yolu var mı?

Yazılı | Michael W. Warner, Michael A. Yula

Tercüme | Xie Yi

Gökbilimciler, süpernova-nötron yıldızlarının kalıntıları etrafında gezegenler, güneş benzeri yıldızlar-beyaz cücelerin cesetlerinin etrafında asteroitlerin parçalanmasıyla oluşan toz diskleri ve yıldız-kahverengi cüceler etrafında oluşan yeni gezegenler buldular. kanıt. Gezegenlerin olmaması gereken bu zorlu ortamlarda gezegen bulmak, yalnızca gezegen oluşum sürecinin daha önce düşünülenden daha inatçı olduğunun bir işareti değil, aynı zamanda şunu da ima ediyor: Güneş öldüğünde, dünyamız hala hayatın bir parıltısına sahipti .

Güneş'in Ölüm Evrimi-Kırmızı Dev'e Giriş | Kaynak: Etkileşimli Ansiklopedi

Gökyüzündeki en trajik karakter Beyaz cüce (Beyaz cüce). Sıradan yıldızların kütle-parlaklık ilişkisini takip etmezler: Kütlesi güneşin kütlesine benzer olsa da, beyaz cüceler tüm yıldızların sönükleri ve giderek kararıyorlar. Gökbilimciler onların yıldız bile olmadıklarına ve en iyi ihtimalle yıldızların "cesetleri" olarak kabul edilebileceklerine inanırlar. Her beyaz cüce yıldız bir zamanlar güneşimizle aynı parlak ışığı yayıyordu. Ancak ondan sonra, yavaş yavaş yakıtı bitti ve şiddetli ölüm sancılarına girdi: çapı 100 kat genişledi, parlaklığı 10.000 kat arttı ve sonra dış kabuk fırlatılarak geriye sadece toprak büyüklüğünde bir ışık enkazı kaldı. Sonsuz yılların geri kalanında, cansız hale gelecek ve zifiri siyah olana kadar yavaş yavaş kararacak.

Ancak bu hikaye yeterince trajik değil, gerçek durum daha da kötü. Biz ve meslektaşlarımız Samanyolu'nda asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve hatta gezegenlerle çevrili 10'dan fazla özel beyaz cüce keşfettik. Bu, tüm güneş sisteminin "mezarlığının" bir kopyası . Bu yıldızlar hala "canlı" olduklarında, her gün bu küçük gök cisimlerinin gökyüzünde yükselecekler, onlara ışık ve ısı gönderecek, toprağı ısıtacak ve meltemi karıştıracaklar. Ancak bu yıldızlar öldüğünde, sadece uzak ve soğuk bölgelerde "yaşayan" gök cisimlerini geride bırakarak, iç gezegenleri buharlaştıracak, yutacak ve yakacaklar. Zamanla beyaz cüceler birçok "hayatta kalanı" parçalayacak ve yok edecek. Bu acı çeken gezegen sistemleri, güneş sistemimizin bundan 5 milyar yıl sonra öldüğünde yaşayacağı trajik kaderi görmemiz için bize bir fırsat sunuyor.

Gökbilimciler güneşin dışındaki diğer yıldızların etrafında gezegenler olabileceğinden şüpheleniyorlardı. Bununla birlikte, güneşe çok benzeyen yıldızların etrafında güneş sistemine çok benzer bir gezegen sistemi bulacağımızı düşündük. Bununla birlikte, ilgili keşifler 15 yıl önce çok sayıda ortaya çıkmaya başladığından beri, durum hemen netleşti: Güneş dışı gezegen sistemi, güneş sisteminden tamamen farklı olabilir. İlk örnek, güneş benzeri yıldız 51 Pegasus'tur - kütlesi Jüpiter'den daha büyük bir gezegene sahiptir, ancak ev sahibi yıldız ile gezegen arasındaki mesafe Merkür'ün yörünge yarıçapından daha küçüktür. Astronomik araçlar daha hassas hale geldikçe, astronomlar daha da tuhaf örnekler buldular. Güneş benzeri yıldız HD 40307, kütlesi Dünya'nın 4 ila 10 katı arasında değişen 3 gezegene sahiptir ve bunların tümü, Merkür'ün yörünge yarıçapının yarısından daha az bir mesafede, ev sahibi yıldızın etrafında döner. Güneş benzeri yıldız 55A Yengeç, kütlesi Dünya'nın 10 ila 1.000 katı arasında olan en az 5 gezegene sahiptir En kısa yörünge yarıçapı Merkür'ün yörüngesinin 1 / 10'undan daha azdır ve en uzun olanı Jüpiter'in yörüngesine eşittir. Bilim kurguda tasavvur edilen gezegen sistemi bile bu kadar renkli olamaz.

Beyaz cüce sistemi, bir gezegensel sistemin ana yıldızının bile güneşe benzemek zorunda olmadığını gösterir. Gezegenler, asteroitler ve kuyruklu yıldızlar gibi küçük gök cisimleri, gezegenlerden çok daha büyük olmayan gök cisimlerinin etrafında dönebilir. . Bu gezegen sistemlerinin çeşitliliği, sıradan yıldızlar etrafındaki gezegen sistemlerinden daha az değildir. Gökbilimciler, gezegen sistemlerinin bu kadar yaygın olmasını veya bu kadar "inatçı" olmalarını beklemiyorlardı, ne de gezegen oluşum sürecinin bu kadar "evrensel" görünmesini beklemiyorlardı. Güneş sistemimize benzer bir gezegen sistemi, evrendeki gezegenler ve hatta yaşam için en yaygın yaşam alanı olmayabilir.

Phoenix Nirvana

Bugün bazı insanlar tarafından unutulmuş olsa da, ilk doğrulanmış dış gezegen, güneşten tamamen farklı bir yıldızı çevreliyor. Nötron Yıldızı (Nötron yıldızı) PSR 1257 + 12 döner. Bir nötron yıldızı, beyaz bir cüce yıldızdan daha uç bir tür "yıldız cesedi" dir.Güneşten daha büyük olan madde kütlesi, yalnızca yaklaşık 20 kilometre çapında bir asteroide sıkıştırılır. Bu "canavar", kütlesi güneşten 20 kat daha fazla olan bir yıldızda bir süpernova patlaması meydana geldiğinde doğar.Bu süreç, güneş benzeri bir yıldızın ölümünden çok daha ağırdır, bu nedenle gezegenlerin böyle bir patlamadan kurtulabileceğini hayal etmek zordur. Ayrıca patlamadan önceki yıldızın çapı 1 astronomik birimi (AU olarak kısaltılmış astronomik birim, güneşten dünyaya olan ortalama uzaklık) geçebilir ve bugün onun etrafında döndüğü bilinen gezegenler arasında en büyük yörünge yarıçapı 1'i geçmez. Astronomik birimler. Yukarıdaki iki nedenden dolayı bu gezegenlerin patlamadan sonra kalan küllerde oluşmuş olması gerekir.

Nötron Yıldızı | Resim kaynağı: Phys.org

Süpernova patlamaları genellikle enkazın çoğunu yıldızlararası uzaya atsa da, küçük bir miktar madde yerçekimi tarafından bağlanacak ve dönen bir madde diski oluşturmak için yıldız döküntülerinin etrafına geri düşecektir - bu diskler gezegen oluşumu için yuvalar. Gökbilimciler, güneş sisteminin yıldızlararası uzayda kendi yerçekimi altında dağılmış bir gaz ve toz bulutunun çökmesiyle oluştuğuna inanıyor. Açısal momentumun korunması, bazı maddelerin doğrudan yeni doğan güneşe düşmesini engeller, ancak etrafında gözleme şeklinde bir madde diski oluşturur. Bu diskte toz ve gaz gezegenlere yoğunlaşır. Bir süpernova patlamasından sonra oluşan düşen madde diskinde de benzer bir süreç meydana gelebilir.

Gökbilimciler, gönderdiği radyo sinyallerinin zamanlama sinyallerinde periyodik sapmalar tespit ettikleri için, PSR 1257 + 12 civarında gezegen sistemini keşfettiler. Bu sapmaların nedeni, pulsarın yörüngesinde dönen gezegenin onu periyodik olarak hafifçe sallanmaya itmesidir, bu da radyo sinyalinin dünyaya ulaşmak için gitmesi gereken mesafeyi değiştirir. Gözlemci gökbilimciler diğer pulsarları kapsamlı bir şekilde araştırmış olsalar da, şimdiye kadar buna benzer başka bir gezegen sistemi keşfedilmedi. Başka bir pulsar, PSR B1620-26, en az bir gezegene sahiptir, ancak pulsarın etrafındaki yörünge yarıçapı o kadar kısadır ki, gökbilimciler onun düşen diskte değil, büyük olasılıkla başka birinden oluştuğuna inanırlar. Yıldızların yerçekimi tarafından yakalandığı yer.

Ancak, NASAnın Spitzer Uzay Teleskobu 2006 yılında nötron yıldızı 4U 0142 + 61in beklenmedik şekilde kızılötesi radyasyon yaydığını keşfetti. Bu kızılötesi radyasyon, nötron yıldızının manyetosferinde üretilebilir veya çevresinde dönen yıldız çevresi diskten gelebilir. Bu nötron yıldızı, yaklaşık 100.000 yıl önce bir süpernova patlamasında oluşmuştur ve gezegenin yoğunlaşması ve oluşması genellikle yaklaşık 1 milyon yıl sürer.Bu nedenle, eğer bu kızılötesi radyasyon gerçekten de maddi bir diskin varlığının bir sinyaliyse, bir gün PSR 1257 + 12'ye benzer bir gezegen sistemi oluşturulacak.

Asteroit tatlısı

Birçok beyaz cücenin de maddi diskleri vardır, ancak durum biraz farklıdır: bu diskler, beyaz cücenin etrafında dönen gök cisimlerinin olduğunu, sadece bu gök cisimlerini oluşturma yeteneğine sahip olmadığını gösterir. Nötron yıldızı 4U 0142 + 61 gibi, ipucu beklenmedik kızılötesi radyasyondur. İlk ipucu, NASA'nın Hawaii'deki Mauna Kea'nın tepesinde bulunan bir kızılötesi teleskop olan yer tabanlı gözlemevlerinden birinin, beyaz cüce yıldız G29-38'in beklenenden daha fazla kızılötesi ışık yaydığını keşfettiği 1987 yılına kadar izlenebilir. Aşırı kızılötesi ışık spektrumu, 12.000 K'lık bir beyaz cüce yıldızın yüzey sıcaklığından çok daha düşük olan 1.200 K nesne sıcaklığına karşılık gelir.

Gökbilimciler başlangıçta bu beyaz cücenin havalı bir arkadaşı olması gerektiğine inanıyorlardı. Ancak 1990 yılına gelindiğinde, kızılötesi radyasyondaki değişikliklerin beyaz cücelerin parlaklığındaki değişikliklerle tutarlı olduğunu kanıtladılar ve bu radyasyonun beyaz cücelerden gelen ışık yansıması veya "yeniden işleme" nin sonucu olduğunu gösterdi. En inandırıcı açıklama, kızılötesi radyasyonun bu beyaz cüce tarafından ısıtılan gezegensel diskten gelmesidir.

Bu beyaz cüce yıldızın başka bir özelliği daha vardır: En dıştaki tabakası kalsiyum ve demir gibi ağır elementler içerir. Bu çok garip çünkü beyaz cücenin yüzeyine yakın yerçekimi alanı o kadar güçlü ki bu elementler beyaz cüceye batıyor. 2003 yılında, bu makalenin yazarlarından biri olan Yula, kızılötesi ışınların fazlalığını ve ağır elementlerin varlığını aynı anda açıklayabilecek basit bir açıklama önerdi: Bu beyaz cüce yıldız, yakın zamanda güçlü çekim alanına giren bir asteroidi söktü. Bir dizi çarpışma, beyaz cücenin etrafında dönen bir toz diski oluşturmak için asteroidin kalıntılarını öğütür, toz materyalini beyaz cücenin üzerine yavaş ama istikrarlı bir şekilde dağıtır.

O zamandan beri yapılan gözlemler bu teoriyi doğruladı. Gökbilimciler, yer tabanlı teleskopları ve Spitzer Uzay Teleskobu'nu kullanarak benzer kızılötesi fazlalıkları ve elemental anormallikleri olan yaklaşık 15 beyaz cüce belirlediler. G29-38 ve diğer yedi beyaz cücede, Spitzer teleskop ayrıca kızılötesi radyasyonun toz diskindeki silikattan kaynaklandığını tespit etti. Bu silikatlar, güneş sistemindeki toz parçacıklarında bulunanlara çok benzer, ancak yıldızlararası uzaydaki tozda bulunanlardan çok farklıdır. Ayrıca bu beyaz cücelerin dış kabukları ağır elementler içermesine rağmen farklı elementlerin içeriği değişkenlik göstermektedir. Uçucu elementlerin içeriği (karbon ve sodyum gibi), genellikle katı kalan elementlerle (silikon, demir ve magnezyum gibi) karşılaştırıldığında önemli ölçüde yetersizdir. Bu element dağılımı, güneş sistemindeki asteroitler ve kayalık gezegenler ile tutarlıdır. Tüm bu gözlemsel gerçekler, bu toz disklerinin parçalanmış asteroitlerden yapıldığı sonucunu desteklemektedir.

Beyaz cücelerin etrafındaki bu tozlu diskler, yeni yıldızların etrafındaki gezegenleri ortaya çıkaran gezegen çevresi disklerinden çok daha küçüktür. Toz diskinin yaydığı kızılötesi radyasyona bakılırsa, diskin çapı yalnızca yaklaşık 0.01 astronomik birimdir ve içindeki malzemenin kütlesi yalnızca 30 kilometre çapında bir asteroide eşdeğerdir - bu gerçek, bunların asteroidin çöküşünden kaynaklanabileceği gerçeğiyle ilgilidir. Teori tutarlı. Bu tozlu diskler, yeni gezegenler için potansiyel üreme alanları değil, gezegensel maddenin yıldızların ölümünden sonra hayatta kalabileceğinin kanıtıdır. . Teorik hesaplamalar, asteroitlerin ve karasal gezegenlerin yörünge yarıçapı 1 astronomik birimden büyükse, bu felaketten kaçabileceklerini gösteriyor. Güneşimiz öldüğünde, Mars hayatta kalabilmelidir, ancak dünyanın kaderini söylemek zor.

Gezegen sisteminin farklı bölümlerinin yıldız ölümü felaketinden nasıl "hayatta kalabileceğini" incelemek için Spitzer, iki yıl önce beyaz cüce yıldız WD 2226-210'u gözlemledi. Beyaz cüce o kadar genç ki, güneş benzeri yıldızın ölmeden önceki dış kabuğu hala açıkça görülebiliyor. Fırlatılan bu malzemeler en ünlü gezegenimsi bulutsulardan birini oluşturuyor. Sarmal bulutsu (Helis Bulutsusu).

Gözlemler, WD 2226-210'un güneş benzeri yıldızları G29-38 gibi eski beyaz cücelerle birleştirerek eksik halkayı sağladığını gösteriyor. Bu beyaz cücenin etrafında, yaklaşık olarak güneş sistemimizle aynı büyüklükte olan 100 astronomik birimlik bir mesafede bir toz diski döner. Bu diskin boyutu, diğer beyaz cücelerin etrafındaki toz diskinden çok daha büyüktür - aslında, geniş yarıçapı nedeniyle, beyaz cücenin yerçekimi tarafından ezilmiş asteroitlerden oluşması imkansızdır. Bu nedenle, bu disk asteroitler ve kuyruklu yıldızlar çarpıştığında açığa çıkan tozdan oluşmalıdır. Güneşin ve diğer güneş benzeri yıldızların çevresinde de benzer enkaz diskleri var.

Bu bulgu doğruladı Güneş benzeri yıldızlar öldüğünde, uzaktaki asteroitler ve kuyruklu yıldızlar hayatta kalabilir . Asteroitler ve kuyruklu yıldızlar hayatta kalabilirse, canlılığı kendilerinden daha kötü olmayan gezegenler de hayatta kalmalıdır. WD 2262-210 yavaş yavaş soğudukça, tozu aydınlatabilecek kadar az ışık yayacak ve uzaktaki asteroitler ve kuyruklu yıldız kuşakları bizim tarafımızdan görülemeyecek şekilde karanlıkta gizlenecek. Ancak bazen, asteroitlerden (veya kuyruklu yıldızlardan) biri beyaz cüceye yeterince yaklaşacak ve yerçekimi tarafından parçalanarak yaşlı bir beyaz cücenin etrafında gördüğümüz tozlu bir disk oluşturacak.

Durdurulmuş yıldız

Gezegenleri olan ve güneşten tamamen farklı olan üçüncü tür yıldızlar Kahverengi cüce (Kahverengi cüce). Benzer isimlere rağmen kahverengi cüceler beyaz cücelerden çok farklıdır. Kahverengi cüceler yıldızların "cesetleri" değil, "az gelişmiş" yıldızlardır. Oluşum süreçleri yıldızlarınkiyle aynıdır, ancak "büyümeleri ve gelişmeleri" engellenmiştir ve kütleleri güneşin% 8'inden daha azdır. Yalnızca bu alt kütle sınırının ötesinde, yıldız çekirdeği oluşmaya devam edebilecek nükleer füzyonu ateşleyecek kadar yeterince sıcak ve yeterince yoğun olabilir. Bu nedenle, kahverengi cüceler nükleer füzyonu sürdüremezler ve yalnızca oluşumları sırasında biriken ısıyı (ve belki de erken geçici nükleer füzyon tarafından üretilen enerjiyi) zayıf kızılötesi radyasyon yoluyla serbest bırakabilirler. Geçtiğimiz 15 yıl içinde astronomik araştırmalar, en küçük kütleleri dev gezegenler kadar büyük olmayan yüzlerce kahverengi cüce keşfetti.

Kahverengi cüce | Görsel kaynağı: Wikipedia

Gökbilimciler, en küçük kahverengi cücelerin bile tozlu disklere sahip olabileceğini, bu nedenle gezegenlere sahip olmanın mümkün olduğunu keşfettiler. Gözlemsel veriler, kahverengi cücelerin toz diskinin, spektrumdaki silikat tarafından yayılan aşırı kızılötesi radyasyonun yoğunluğundaki ani düşüş dahil olmak üzere, toz parçacıklarının yoğunlaşmasının neden olduğu bir dizi sistemik değişikliğe uğradığını göstermektedir - bu veriler kahverengi cücelerin olasılığını desteklemektedir. Gezegensel bir bakış açısına sahip olun. Aynı değişiklikler gezegensel "yapı malzemeleri" nin oluşumunu işaret eden daha büyük yıldızların etrafındaki toz disklerinde de meydana geldi. Kahverengi cücelerin toz diski, Jüpiter büyüklüğünde dev gezegenler oluşturmaya yetecek kadar malzeme içermez, ancak Uranüs veya Neptün büyüklüğünde gezegenler oluşturmak için yeterlidir. Bazı gökbilimciler kahverengi cücelerin etrafında oluşan gezegenleri keşfettiklerini iddia ediyorlar, ancak bu bulguların hiçbiri henüz doğrulanmadı.

Kısacası, gökbilimciler en az bir nötron yıldızının çevresinde çok sayıda gezegen buldular; bir düzine beyaz cücenin etrafında asteroitler ve kuyruklu yıldızlar bulundu; ve kahverengi cüceler etrafında gezegen oluşumunun erken aşamalarının kanıtı. Bu güneş dışı gezegen sistemlerini incelemek ve sonunda İki amaç :

İlk olarak, gökbilimciler Güneş sistemimiz, özellikle evrimi ve büyük ölçekli yapısı hakkında daha fazla bilgi edinin Bu özellikleri kısa yaşamımız ve sınırlı alan perspektifimizden tespit etmek zordur. Güneş sisteminin konumunu da anlamayı umuyoruz. Sıradan bir gezegen sistemi mi yoksa özel bir durum mu? Gezegen sistemleri sürekli değişiyor olsalar da, oluşumları sırasında aynı süreçlerden bazılarını geçirdiler mi? Güneş sistemindeki asteroitlerin maddi bileşimi, beyaz cücelere düşen malzemeye çok benziyor ve bu sorunun cevabının evet olduğunu gösteriyor.

İkinci amaç Evrende yaşamın ne kadar yaygın olduğunu belirleyin . Samanyolu'nun komşu bölgelerinde, neredeyse yıldızlar kadar kahverengi cüce var. Güneşe en yakın "yıldız", keşfedilmemiş bir kahverengi cüce olabilir mi? Güneş sistemine en yakın gezegen kahverengi bir cücenin yörüngesinde mi dönecek? NASA'nın Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Gezgini (WISE), güneşe bilinen en yakın yıldızdan daha yakın olan kahverengi cüceler bulabilir. Kahverengi cücelerin etrafında karasal gezegenlerin oluşumu, yalnızca yaşam için potansiyel yaşam alanlarını genişletmekle kalmayacak, aynı zamanda heyecan verici bir olasılık da getirecek: en yakın dünya dışı yaşam, kahverengi bir cücenin parıltısı altında gelişebilir. .

Benzer şekilde, beyaz cücelerin etrafında asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların varlığı da şunu gösterir: Güneş benzeri yıldızların ölümünden sadece gezegenler hayatta kalamaz, hatta ölü yıldızların etrafındaki uzak bölgelerde yaşam bile devam edebilir. - Çevresel değişikliklere uyum sağlayabiliyorlarsa. Belki o zamana kadar beyaz cüce şimdi göründüğü kadar sefil olmayacak.

Bu makale "Global Science" (huanqiukexue) kamu hesabından çoğaltılmıştır.

Bağımlılık yapmaz, lütfen dürt

Etrafta giderek daha fazla zihinsel engel mi var? İklim ısındıkça, gelecekte daha fazlası olabilir

Neden plastik şişeler para satarken plastik torbalar satamaz? Çünkü plastik şişeler kıyafet yapabilir