Stjernemord:Når stjerner ødelægger og spiser deres egne planeter

Vores sol er både vores bedste ven og vores værste fjende. På den ene side skylder vi selve vores eksistens vores stjerne. Jorden og de andre planeter i solsystemet er dannet af den samme sky af gas og støv som solen.

Og uden dets lys kunne der ikke være noget liv på denne planet. På den anden side vil der komme en dag, hvor solen afslutter alt liv på Jorden og til sidst ødelægger Jorden selv.

De risici, stjerner kan udgøre for deres planeter, fremhæves af en ny undersøgelse offentliggjort i Nature . Forfatterne kiggede på stjerner, der ligner vores sol, og fandt ud af, at mindst én ud af 12 stjerner udviser spor af metaller i sin atmosfære. Disse menes at være ar fra planeter og asteroider, der er blevet indtaget af stjernerne.

Planeter bør aldrig føle sig for godt tilpas, når de kredser om deres moderstjerne, da der er mindst to måder, hvorpå deres stjerne kan forråde deres tillid og forårsage deres voldelige død.

Tidevandsforstyrrelse

Den første er gennem en proces kaldet "tidevandsforstyrrelse". Efterhånden som et planetsystem dannes, vil nogle planeter finde sig i at kredse om deres stjerne langs stier, der enten ikke er helt cirkulære eller skråner lidt i forhold til planet for stjernens rotation. Når det sker, vil tyngdekraften, som stjernen udøver på planeten, langsomt korrigere formen eller justeringen af ​​den egensindige planets kredsløb.

I ekstreme tilfælde vil tyngdekraften påført af stjernen destabilisere planetens kredsløb og langsomt trække den tættere og tættere på. Hvis den ulykkelige planet forvilder sig for tæt på, vil den blive revet fra hinanden af ​​stjernens tyngdekraft. Dette sker, fordi den side af planeten, der vender mod stjernen, er lidt tættere på end den side, der vender væk (forskellen er planetens diameter).

Styrken af ​​tyngdekraften, som stjernen udøver, afhænger af afstanden mellem den og planeten, så den side af planeten, der vender mod stjernen, føler et lidt stærkere træk end den side, der vender væk.

På Jorden skaber denne forskel i styrken af ​​tyngdekraften den daglige ebbe og strøm af tidevandet. I det væsentlige forsøger solen at deformere Jorden, men er langt nok væk til, at den kun formår at trække på vandet i sine oceaner. Men en planet, der er faretruende tæt på sin stjerne, vil opdage, at dens skorpe og kerne bliver trukket fra hinanden af ​​disse tidevand.

Hvis planeten ikke er for tæt på stjernen, vil dens form blot blive deformeret til et ægs form. Bare lidt tættere på stjernen, og forskellen mellem tyngdekraften på dens forskellige sider vil være nok til at rive den helt fra hinanden og reducere den tilbage til en sky af gas og støv, der spiraler ind i stjernen og fordamper i dens helvedes ild.

Processen med tidevandsafbrydelse blev først foreslået for omkring 50 år siden. I de sidste par årtier har astronomer – inklusive min gruppe – observeret snesevis af lyse tidevandsafbrydelsesudbrud forårsaget af stjerner, der er revet i stykker af supermassive sorte huller i galaksernes centre.

Sidste år rapporterede en gruppe astronomer for første gang, at de observerede en lignende, svagere udstråling, der var i overensstemmelse med en planet, der blev forstyrret og fortæret af sin stjerne.

Tidevandsafbrydelse af planeter kan være ret almindelig, som vist af det nye fund, at mindst 1 ud af 12 stjerner udviser tegn på, at de har indtaget planetarisk materiale.

Andre undersøgelser har fundet ud af, at mellem en fjerdedel til halvdelen af ​​alle hvide dværge - resterne af stjerner op til dobbelt så massive som vores sol - har lignende ar. Som deres navn antyder, er hvide dværge hvidglødende. Med overfladetemperaturer på titusinder af grader udsender de varmeste hvide dværge ultraviolet og røntgenlys, der er energisk nok til at fordampe deres kredsende planeter.

Enden på Jorden

Stol trygt på; Jorden vil ikke blive ødelagt via tidevandsafbrydelse. Vores planets ende vil komme om cirka fem milliarder år, når solen vil overgå til en rød kæmpe.

Stjerner er drevet af processen kendt som fusion, hvor to lette elementer kombineres for at gøre en tungere. Alle stjerner starter deres liv med at fusionere grundstoffet brint i deres kerne til grundstoffet helium. Denne fusionsproces både stabiliserer dem mod implosion, på grund af tyngdekraftens uophørlige træk, og skaber det lys, der får dem til at skinne. Vores sol har smeltet brint sammen til helium i omkring 4,5 milliarder år.

Men om 4,5 milliarder år vil brinten i solens kerne løbe tør. Al fusion i kernen vil stoppe, og tyngdekraften vil uden modsætning tvinge stjernen til at trække sig sammen. Når kernen trækker sig sammen, vil den varme op, indtil temperaturen er høj nok til, at helium kan smelte sammen til kulstof.

Fusion vil igen stabilisere stjernen. I mellemtiden vil stjernens ydre hylstre dog udvide sig og afkøle, hvilket giver den nu kæmpestjerne en rødere nuance. Når den røde kæmpesol udvider sig, vil den opsluge Merkur, Venus og Jorden – den kan endda nå helt ud til Mars' kredsløb.

Jorden kan have yderligere 5 milliarder år tilbage, men vi vil ikke være her for at være vidne til dens udryddelse. Når solen brænder gennem sine brintlagre, bliver den støt lysere:for hver milliard år stiger dens lysstyrke med omkring 10 %.

Om en milliard år vil solen være klar nok til at koge jordens oceaner væk. Så næste gang du soler dig i solens varme stråler, så husk:det er noget for os.

Flere oplysninger: Elizabeth Gibney, planetædende stjerner antyder skjult kaos i Mælkevejen, Nature (2024). DOI:10.1038/d41586-024-00847-6

Fan Liu et al., Mindst én ud af et dusin stjerner viser tegn på planetarisk indtagelse, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07091-y

Journaloplysninger: Natur

Leveret af The Conversation

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