Vi har set en planet overleve sin døende stjerne - her er hvad den fortæller os om slutningen af ​​vores solsystem

Hvordan vil solsystemet dø? Det er et enormt vigtigt spørgsmål, som forskere har overvejet dybt, bruge vores viden om fysik til at skabe komplekse teoretiske modeller. Vi ved, at solen med tiden vil blive en "hvid dværg", en brændt stjernerest, hvis svage lys gradvist forsvinder ind i mørket. Denne transformation vil involvere en voldelig proces, der vil ødelægge et ukendt antal af dens planeter.

Så hvilke planeter vil overleve solens død? En måde at søge svaret på er at se på skæbnen for andre lignende planetsystemer. Det har vist sig svært, imidlertid. Den svage stråling fra hvide dværge gør det svært at få øje på exoplaneter (planeter omkring andre stjerner end vores sol), som har overlevet denne stjernetransformation - de er bogstaveligt talt i mørke.

Faktisk, af de over 4, 500 exoplaneter, der i øjeblikket er kendt, kun en håndfuld er blevet fundet omkring hvide dværge - og placeringen af ​​disse planeter tyder på, at de ankom der efter stjernens død.

Denne mangel på data tegner et ufuldstændigt billede af vores egen planetariske skæbne. Heldigvis, vi er nu ved at udfylde hullerne. I vores nye blad, udgivet i Natur , vi rapporterer opdagelsen af ​​den første kendte exoplanet, der overlevede sin stjernes død uden at få dens bane ændret af andre planeter, der bevæger sig rundt – der cirkulerer en afstand, der kan sammenlignes med afstanden mellem solen og solsystemets planeter.

En Jupiter-lignende planet

Denne nye exoplanet, som vi opdagede med Keck Observatory på Hawaii, ligner især Jupiter i både masse- og orbitalseparation, og giver os et afgørende øjebliksbillede af planetariske overlevende omkring døende stjerner. En stjernes forvandling til en hvid dværg involverer en voldsom fase, hvor den bliver en oppustet "rød kæmpe, "også kendt som en kæmpe grenstjerne, hundredvis af gange større end før. Vi tror, ​​at denne exoplanet kun lige overlevede:Hvis den oprindeligt var tættere på sin moderstjerne, den ville være blevet opslugt af stjernens ekspansion.

Når solen til sidst bliver en rød kæmpe, dens radius vil faktisk nå udad til Jordens nuværende kredsløb. Det betyder, at solen (sandsynligvis) vil opsluge Merkur og Venus, og muligvis Jorden - men vi er ikke sikre.

Jupiter og dens måner har været forventet at overleve, selvom vi tidligere ikke vidste det med sikkerhed. Men med vores opdagelse af denne nye exoplanet, vi kan nu være mere sikre på, at Jupiter virkelig vil klare det. I øvrigt, fejlmarginen i positionen af ​​denne exoplanet kan betyde, at den er næsten halvt så tæt på den hvide dværg, som Jupiter i øjeblikket er på solen. Hvis så, det er yderligere bevis for at antage, at Jupiter, og Mars, vil klare det.

Så kunne noget liv overleve denne transformation? En hvid dværg kan drive liv på måner eller planeter, der ender med at være meget tæt på den (ca. en tiendedel afstanden mellem solen og Merkur) i de første par milliarder år. Efter det, der ville ikke være nok stråling til at opretholde noget.

Asteroider og hvide dværge

Selvom planeter, der kredser om hvide dværge, har været svære at finde, hvad der har været meget nemmere at opdage, er asteroider, der bryder op tæt på den hvide dværgs overflade. For at exoasteroider skal komme så tæt på en hvid dværg, de skal have nok momentum givet til dem ved at overleve exoplaneter. Derfor, exoasteroider har længe været antaget at være bevis på, at exoplaneter også er der.

Vores opdagelse giver endelig bekræftelse på dette. Selvom det i det system, der diskuteres i papiret, nuværende teknologi tillader os ikke at se nogen exoasteroider, i det mindste nu kan vi sammenstykke forskellige dele af puslespillet om den planetariske skæbne ved at fusionere beviserne fra forskellige hvide dværgsystemer.

Forbindelsen mellem exoasteroider og exoplaneter gælder også for vores eget solsystem. Individuelle objekter i asteroidehovedbæltet og Kuiperbæltet (en skive i det ydre solsystem) vil sandsynligvis overleve solens død, men nogle vil blive flyttet af tyngdekraften af ​​en af ​​de overlevende planeter mod den hvide dværgs overflade.

Fremtidige opdagelsesmuligheder

Den nye hvide dværg exoplanet blev fundet med det, der er kendt som mikrolinsedetektionsmetoden. Dette ser på, hvordan lys bøjes på grund af et stærkt gravitationsfelt, hvilket sker, når en stjerne kortvarigt flugter med en fjernere stjerne, set fra Jorden.

Tyngdekraften fra forgrundsstjernen forstørrer lyset fra stjernen bagved. Alle planeter, der kredser om stjernen i forgrunden, vil bøje og fordreje dette forstørrede lys, sådan kan vi opdage dem. Den hvide dværg, vi undersøgte, er en fjerdedel af vejen mod centrum af Mælkevejsgalaksen, eller omkring 6, 500 lysår væk fra vores solsystem, og den fjernere stjerne er i centrum af galaksen.

Et nøgletræk ved mikrolinseteknikken er, at den er følsom over for planeter, der kredser om stjerner på Jupiter-solens afstand. De andre kendte planeter, som kredser om hvide dværge, er blevet fundet med forskellige teknikker, som er følsomme over for forskellige stjerne-planet-adskillelser. To eksempler vedrører planeter, der har overlevet en stjernes forvandling til en hvid dværg og er endt tættere på den end før. En blev fundet ved transitfotometri - en metode til at detektere planeter, når de passerer foran en hvid dværg, som skaber et dyk i lyset modtaget af Jorden – og den anden blev opdaget gennem påvisning af planetens fordampende atmosfære.

En yderligere detektionsteknik - astrometri, som præcist måler bevægelsen af ​​hvide dværge på himlen - er også forudsagt at give resultater. Om nogle år, astrometri fra Gaia-missionen forventes at finde omkring et dusin planeter, der kredser om hvide dværge. Måske kunne disse give bedre beviser for præcis, hvordan solsystemet vil dø.

Denne række af opdagelsesteknikker lover godt for potentielle fremtidige påvisninger, som kan give yderligere indsigt i vores egen planets skæbne. Men for nu, den nyopdagede Jupiter-lignende exoplanet giver det klareste indblik i vores fremtid.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.