행성을 먹는 별의 비밀

태양은 지상에 생명을 불어넣었지만 영원히 환대를 받지는 못할 것입니다. 50억 년 후 미래에 우리 태양계의 별은 너무 커져서 수성, 금성, 그리고 아마도 지구가 통째로 삼켜질 것입니다.

그것은 우리의 사랑하는 가정의 부끄러운 끝처럼 보일 수 있습니다. 그러나 과학자들은 별들이 행성을 집어삼키는 이 “행성 침수” 과정이 항성계의 수명 주기에서 일반적이라고 믿습니다.

연구원들은 그들을 “식인 별”이라고 부르며 (다른 별이 아니라 그들을 먹는 행성이지만) 천문학의 신비, 이상한 궤도 형성 및 수년 동안 과학자들을 당황하게 한 오염 된 별빛을 설명 할 수 있습니다. 그러나 더 기본적인 매력이 있습니다. 행성 제비를 연구하면 지구의 장기적인 운명을 이해하고 외계 생명체를 찾는 데 단서를 제공할 수 있습니다. 세상의 종말을 예측하고 우리가 우주에 혼자인지 생각하는 것보다 더 인간적인 것이 어디 있겠습니까?

행성 제비를 연구하는 산타크루즈 캘리포니아 대학의 천문학 대학원생인 리카르도 야르자는 말했다. “우리처럼 이것을 깨닫고 언젠가는 집을 떠나야 한다는 것을 깨닫는 문명을 상상하는 것은 항상 흥미롭습니다.”

별은 두꺼운 왜성과 매우 빛나는 거인을 포함하여 다양한 종류가 있습니다. 별의 기대 수명과 궁극적인 운명(따라서 별을 도는 모든 행성)은 질량과 관련이 있습니다. 적색 왜성은 수조 년 동안 살 수 있는 반면, 거대한 별은 수백만 년 이내에 폭발합니다.

태양 크기의 별 그들은 수소가 떨어지면 죽음의 의식을 시작하여 경계가 수백 배 확장됩니다. “적색 거성” 단계에서 많은 별은 남은 연료를 모두 소모하기 전에 깊은 행성을 먹어치웁니다.

약 100년 전에 발견된 적색 거성은 때때로 공상 과학 소설에 다음과 같이 등장합니다. 불길한 배경 운명의 문명이나 우리 태양계의 비전을 위해 먼 미래. 우리는 종종 진보된 별의 종말이 오는 것을 상상해 왔지만 행성이 삼키는 실제 과정은 여전히 ​​미스터리로 남아 있습니다.

그대로 빠르면 1967년예를 들어, 천문학자들은 “행성 물질의 궁극적인 운명”이 별에 의해 삼켜지는 것에 대해 생각했습니다. 그러나 과학자들은 1990년대까지 행성이 다른 별을 공전한다는 사실을 확인할 수 없었기 때문에 부분적으로는 추측만 할 수 있었습니다.

그때부터, 놀라운 5000개의 외계행성 다음과 같은 임무에 의해 감지되었습니다. NASA의 케플러 우주 천문대, 별 시스템이 진화하고 궁극적으로 어떻게 죽는지에 대한 무수한 방법에 대한 새로운 이해를 안내합니다. 새롭게 운영되는 관측소를 포함하여 지구와 그 너머에 있는 차세대 관측소 제임스 웹 우주 망원경이 세계를 전례 없는 디테일로 묘사하여 생명체를 호스팅할 수 있는 가능성을 밝힙니다.

알려진 외계행성의 순전히 풍부함, 특히 좁은 궤도에 있는 외계행성은 많은 세계의 생명이 호스트 항성의 뱃속에서 끝날 것임을 암시합니다. 그러나 행성을 삼키면서 별을 잡는 것은 어렵기 때문에 천문학자들의 지식에는 많은 격차가 있습니다. 삼키는 사건에 대한 모델을 설정하는 것 또한 부분적으로 별의 크기와 행성의 식사 사이의 극단적인 차이로 인해 어렵습니다.

소개한 Mr. Yarza가 말했습니다. 새로운 검색 6월에 미국 천문 학회(American Astronomical Society)에서 그것에 대해. “삼키는 행성은 어떻게 되나요?” 그들 중 일부는 생존합니까? 그들은 모두 파괴됩니까? 섭취의 결과로 별은 어떻게 됩니까? “

이러한 시나리오 중 일부를 구현하기 위해 Yarza와 동료들은 연구에서 목성보다 큰 삼키는 행성을 모델링했습니다. 천체물리학 저널에 투고. 별과 행성의 크기 차이를 설명하기 위해 연구원들은 행성이 처음으로 삼켜지는 별의 외부 기체 영역에 정착하는 접근 방식을 개발했습니다.

결과는 거대한 행성을 가진 별이 때때로 씹을 수 있는 것보다 더 많이 갉아먹을 수 있으며, 이는 두 몸 모두에 심각한 결과를 초래할 수 있음을 시사합니다. 지구 크기의 세계는 팡파르 없이 그들을 삼켜 버리지만 목성보다 훨씬 큰 행성은 내부의 일부 별을 받아들일 수 있습니다.

Uber 행성 중 하나가 수십억 년 동안 각인되어 온 별의 가장자리에 마침내 추월당했다고 상상해 보십시오. 기체는 몸체와 만나는 곳에서 소용돌이로 소용돌이칩니다. 위대한 과학자는 지옥으로 내려가면서 자신의 운동량을 별에 옮깁니다. 이 교환으로 인해 발생하는 불안정성은 별을 너무 보이지 않게 만들어 별의 대기를 우주로 방출하고 나중에 죽은 백색 왜성으로 붕괴될 수 있습니다.

이 순서는 “혼란스러운” 관찰을 설명할 수 있습니다. 가까운 궤도에 있는 행성 Yarza 씨는 백색 왜성에 대해 말했습니다. 이 세계들이 별들의 죽음에서 어떻게 살아남았는지는 불분명합니다. 새로운 모델은 그 답을 암시합니다. 가라앉고 있는 거대한 행성은 별의 외부 층을 밀어내도록 자극한 후 완전히 타버리지 않도록 새롭고 더 촘촘한 궤도로 밀어 넣을 수 있습니다.

더 이상해집니다. 별을 죽이는 스파크를 방출하는 일부 거대한 행성은 항성 용광로에서 증폭되면서 새로운 세계를 생성할 수도 있습니다. Yarza는 새로운 행성을 “재에서 솟아오르는” 것으로 설명하면서 “당신은 행성을 집어삼키고 나서 어떤 물질을 방출할 수 있으며, 그 물질은 새로운 행성을 형성하는 별 주위에 원반을 형성할 수 있습니다.”라고 말했습니다. 그는 “파괴되는 행성이 있지만 별에서 새로운 행성이 나오는 것만으로도 충분하다”고 덧붙였다.

다른 기이한 관찰에는 “당신이 먹는 것이 바로 당신이다”라는 격언의 별 버전이 포함됩니다. 별은 리튬과 같은 행성 요소가 풍부해져서 천문학자들이 빛에 각인된 화학적 지문으로 식인종 별을 식별할 수 있습니다.

위스콘신-매디슨 대학의 NASA 박사후 연구원이자 연구 책의 공동 저자인 Melinda Soares Furtado는 말했습니다. “그러나 남아 있는 서명은 훨씬 더 오래, 심지어 수십억 년 동안 관찰될 수 있습니다.”

다이오드로 알려진 2성 시스템은 갑작스러운 섭취의 증거를 찾는 데 이상적인 환경입니다. 이중 별은 일반적으로 동일한 가스와 먼지 구름에서 함께 태어나므로 화학적으로 동일합니다. 그러나 쌍성에서 태양과 같은 별의 약 25~30%는 “이론과 관측 사이의 긴장의 원인”인 비정상적인 신호를 가지고 있습니다. 2021년 연구에 따르면 Nature Astronomy에 게재됨.

이탈리아 파도바 천문대의 천체 물리학자이자 이 연구의 저자인 Lorenzo Spina는 이러한 화학적 차이가 육체가 없는 세계의 잔재를 드러낼 수 있다고 믿습니다. 행성이 이 종말(별과의 충돌 과정)을 얼마나 자주 경험하는지 불분명하지만 다른 시스템의 잠재적인 거주 가능성을 평가하는 주요 요인이 될 수 있습니다.

스피나 박사는 “생명을 품을 수 있는 행성계를 찾고 있을 때 이런 상황을 원하지 않는다”고 말했다. “우리는 과거에 별로 변하지 않은 것으로 알고 있는 우리 자신의 행성계와 같이 ‘지루한’ 행성계를 호스팅하는 별을 찾고 싶습니다.”

반면에, 별의 세계가 물에 잠길 때 용해 및 혼합은 외부 행성의 내부 구성 요소에 대한 드문 창을 열 수 있습니다.

스피나 박사는 “지구의 화학적 구성은 생명체가 번성하는 데 정말 중요하기 때문에 물론 좋을 것”이라고 말했다.

이 서사시적인 제비를 생각할 때, 어떤 외계 문명이 무의식적으로 그들의 별에 던져졌거나 항성계의 깊숙한 곳으로 강제로 이주하여 전진하는 적색 거성의 따뜻함과 함께 새로 거주할 수 있는 세계로 이동했는지 궁금하지 않을 수 없습니다. 50억년 이내에 우리 태양계의 얼어붙은 외부 세계는 태양의 내부 행성이 소비되더라도 태양에 의해 공급될 수 있습니다.

Soares Furtado 박사는 섭취가 “시계 속도를 높이고 태양에 어떤 일이 일어나는지 살펴본다면 우리 태양계에서 수성과 금성의 운명”이라고 말했습니다. 그녀는 “목성, 토성, 천왕성이 모두 좋은 거주 가능 지역에 모두 앉아 있다”고 덧붙였다.

그녀는 새로운 망원경으로 과학자들이 “나중 단계를 더 많이 엿볼 수 있게 될 것”이라고 말했습니다.