Odkrycie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba ujawniło, jak może wyglądać przyszłość Układu Słonecznego

Niezwykłe Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) Po ponad roku służby już to udowodnił Zostań ekspertem w patrzeniu wstecz Wykonywanie zdjęć obiektów z dużych odległości. Ale możliwe, że nastąpił nowy rozwój Potężne narzędzie, które działa niemal jak naukowa kryształowa kula, Rozważmy odległą przyszłość naszego Układu Słonecznego.

To jest to Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zaobserwował dwie egzoplanety, zwane „egzoplanetami”.Orbitujące wokół dwóch różnych martwych gwiazd, zwanych „białymi karłami”. Są bardzo podobne do gazowych gigantów Jowisza i Saturna.Ale białe karły służą również jako analogia losów naszego Słońca. Kiedy Słońce zmieni się w białego karła, zmiana ta prawdopodobnie zniszczy planety w wewnętrznym Układzie Słonecznym, aż do Jowisza.

„Wokół białych karłów odkryto bardzo niewiele planet. Wyjątkowość tych dwóch kandydatów na planety polega na tym, że są one bardziej podobne do planet w naszym zewnętrznym Układzie Słonecznym pod względem temperatury, wieku, masy i odległości orbitalnej niż jakiekolwiek wcześniej znalezione planety. ” To dla nas pierwsza okazja, aby zobaczyć, jak wygląda układ planetarny po śmierci swojej gwiazdy.Wyjaśniła astronom Susan Mulally, główna autorka badania, które nie zostało jeszcze zrecenzowane.

Planety były obserwowane bezpośrednio przez instrument średniej podczerwieni (MIRI) JWST podczas ich orbitowania Białe karły WD 1202-232 i WD 2105-82. Jedna z tych egzoplanet znajduje się w odległości od swojego białego karła, około 11,5 razy większej niż odległość między Ziemią a Słońcem. Druga znajduje się daleko od swojej martwej gwiazdy macierzystej, w odległości około 34,5 razy większej niż odległość między naszą planetą a jej gwiazdą.

Masy planet są obecnie niepewne i Mulally i jego współpracownicy szacują, że tak Od 1 do 7 razy Jowisz, Najbardziej masywna planeta w Układzie Słonecznym.

Kiedy Słońce wyczerpie zapasy paliwa potrzebne do syntezy jądrowej, która nastąpi w jego jądrze za około 5 miliardów lat, spuchnie i przekształci się w czerwonego olbrzyma. Jednakże synteza jądrowa będzie kontynuowana w jej zewnętrznych warstwach.

Spowodowałoby to, że zewnętrzne warstwy naszej gwiazdy dotarłyby do Marsa, pochłaniając Merkurego, Wenus, Ziemię i być może samą Czerwoną Planetę.. Z czasem te zewnętrzne warstwy ostygną, pozostawiając płonące jądro gwiazdowe, które obecnie jest białym karłem, otoczone mgławicą planetarną ze zużytej materii gwiazdowej.

Jednak odkrycia egzoplanet wskazują, co jest czym Może się to zdarzyć planetom poza Marsem, Gazowe olbrzymy Jowisz i Saturn, kiedy słońce umiera.

„Oczekuje się, że nasze Słońce stanie się białym karłem w ciągu 5 miliardów lat. Spodziewamy się, że po śmierci gwiazdy planety będą dryfować na zewnątrz, na szersze orbity. A zatem, Jeśli cofniemy się w czasie do tych kandydatów na planety, można by oczekiwać, że będą one miały separacje orbit podobne do tych między Jowiszem i Saturnem. „Jeśli uda nam się potwierdzić obecność tych planet, dostarczymy bezpośredniego dowodu na to, że planety takie jak Jowisz i Saturn mogą przetrwać śmierć swojej gwiazdy macierzystej” – powiedział Mulally.

Ponadto białe karły w centrum tego odkrycia są zanieczyszczone pierwiastkami cięższymi od wodoru i helu, które astronomowie nazywają „metalami”. To może dać wyobrażenie o Co stanie się z obiektami w pasie asteroid pomiędzy Marsem a Jowiszem? Po śmierci słońca.

„Uważamy, że planety-olbrzymy powodują zanieczyszczenie metalami, wypychając komety i asteroidy w stronę powierzchni gwiazd” – wyjaśnił Mulally. „Obecność tych planet wzmacnia związek między zanieczyszczeniem metalami a planetami. „Biorąc pod uwagę, że od 25% do 50% białych karłów ma tego typu zanieczyszczenia, oznacza to, że wokół białych karłów często występują planety-olbrzymy”.

Jak, Każda asteroida, która przetrwa śmierć Słońca, może zostać wrzucona w jego zwłoki przez Jowisza i Saturna. To podwójne odkrycie robi wrażenie, wykraczając poza przewidywania dotyczące przyszłości naszego układu planetarnego; Stanowi także po prostu rzadkie osiągnięcie naukowe.

Od odkrycia pierwszych egzoplanet w połowie lat 90. Astronomowie odkryli ponad 5570 światów krążących wokół gwiazd poza Układem Słonecznym. Według Planetary Society według stanu na kwiecień 2020 r. za pomocą bezpośredniego obrazowania wykryto tylko 50 z tych egzoplanet.

Dzieje się tak dlatego, że jakiekolwiek światło planet znajdujących się na tak dużych odległościach jest zwykle zagłuszane przez intensywne światło gwiazdy macierzystej tej planety, co sprawia, że ​​dostrzeżenie egzoplanety jest bezpośrednio podobne do dostrzeżenia świetlika siedzącego na zapalonej lampie.

W rezultacie egzoplanety są zwykle postrzegane poprzez wpływ, jaki wywierają na światło swojej gwiazdy, albo powodując zmniejszenie emisji światła, gdy przecinają lub „przecinają” twarz gwiazdy, albo poprzez ruch „kołysający”. Tworzą je grawitacja planety na gwiazdę.

„Sfotografowaliśmy te dwie egzoplanety bezpośrednio, co oznacza, że ​​robimy ich zdjęcia i przyglądamy się światłu wytwarzanemu przez samą planetę. Większość odkrytych egzoplanet odkryto metodą tranzytu lub mierząc ruch gwiazdy. Te pośrednie metody faworyzują planety bliżej gwiazdy. Mulally powiedział, że bezpośrednie obrazy są lepsze do wyszukiwania planet znajdujących się dalej od gwiazdy i na większych odległościach orbitalnych.

Wyjaśnił, że dzięki bezpośredniemu odkryciu tych planet Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba otworzył możliwość dalszego badania tych światów. DoNaukowcy mogą teraz rozpocząć badania m.in. składu atmosfer planetarnych Bezpośredni pomiar ich masy i temperatury. Mulally dodała, że ​​nie wszystko, co ona i jej zespół odkryli na temat tych egzoplanet, było zgodne z oczekiwaniami i że te dziwactwa mogą zmienić sposób, w jaki astronomowie myślą o takich egzoplanetach w ogóle.

Alternatywnie, egzotyczne cechy docelowych światów mogą dostarczyć kuszących wskazówek w kierunku długo poszukiwanych egzoksiężyców. „Jeśli są to planety, co zaskakujące, nie są one tak czerwone w średniej podczerwieni, jak moglibyśmy się spodziewać. Ilość światła zebranego przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba przy długości fali 5 i 7 mikronów jest znacznie jaśniejsza, niż można by się spodziewać w przypadku obu kandydatów na egzoplanety biorąc pod uwagę ich wiek i jasność” – zauważył Mulally. Przy 15 mikronach.

Doszedł do wniosku: „Może to podważyć nasze zrozumienie fizyki i chemii atmosfer egzoplanet”. „A może oznacza to, że istnieje inne źródło światła, na przykład gorący księżyc krążący wokół planety”.