Проглотит, разорвет или живем дальше? Что будет с Землей, когда Солнце умрет?

Глыбы обломков разрушенной планетезимали беспорядочно расположены на длинной эксцентричной орбите вокруг белого карлика. Отдельные облака обломков периодически проходят перед белым карликом, закрывая часть его света. Из-за разного размера фрагментов в этих сгустках яркость белого карлика хаотично мерцает. Автор: Dr Mark Garlick/The University of Warwick

Но только время покажет, будет ли планета, которую мы называем домом, «поглощена» нашей умирающей звездой или ей удастся вырваться из ее лап.

Внутренние планеты Меркурий и Венера почти наверняка будут раздавлены и поглощены Солнцем, согласно новой статье под названием «Долговременная изменчивость обломков, проходящих транзитом через белые карлики», опубликованной сегодня в «Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества».

Но даже если Земля переживет свою звезду, к сожалению, она все равно не будет пригодна для жизни. С другой стороны, это, по крайней мере, будет лучше, чем у некоторых спутников Юпитера, которые, по мнению международной группы астрофизиков, могут быть смещены и измельчены, когда у Солнца закончится энергия.

Специалисты выдвинули ужасающее пророчество о том, как может выглядеть наша Солнечная система через пять миллиардов лет, после изучения того, что происходит с планетарными системами, подобными нашей, когда их звезды-хозяева становятся белыми карликами.

«Сможет ли Земля просто отойти достаточно быстро, прежде чем Солнце сможет догнать ее и сжечь, неясно, но [если это произойдет], Земля [все равно] потеряет свою атмосферу и океан, став не очень хорошим местом для жизни», — объяснил профессор Борис Генсике из Уорикского университета.

Если бы наша планета была поглощена Солнцем вместе с Венерой и Меркурием, Марс и четыре газовых гиганта — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — вращались бы вокруг того, что в конечном итоге стало бы белым карликом.

По словам команды исследователей, выжившие астероиды и меньшие спутники, скорее всего, будут разорваны на части и превращены в пыль, прежде чем смогли бы упасть на мертвую звезду.

В настоящее время Солнце сжигает водород в своем ядре, но как только он израсходуется, звезда расширится и станет красным гигантом, прежде чем превратиться в белого карлика — конечное состояние звезд, когда они сжигают все свое топливо.

Изучение белых карликов полезно, поскольку оно дает представление о различных аспектах звездообразования и эволюции.

Исследователи в этом исследовании хотели знать, что происходит с астероидами, спутниками и планетами, которые проходят рядом с белыми карликами.

Они обнаружили, что судьба этих тел, вероятно, будет чрезвычайно жестокой и катастрофической. К такому выводу они пришли после анализа транзитов тел — провалов яркости звезд, вызванных проходящим перед ними объектами.

В отличие от предсказуемых транзитов, вызванных вращением планет вокруг звезд, транзиты, вызванные обломками, имеют странную форму, хаотичны и беспорядочны.

Ведущий исследователь доктор Аморнрат Аунгверойвит (Amornrat Aungwerojwit) из Университета Наресуан в Таиланде сказал: «Предыдущие исследования показали, что когда астероиды, спутники и планеты приближаются к белым карликам, огромная гравитация этих звезд разрывает эти маленькие планетные тела на все более мелкие кусочки».

В этом новом исследовании ученые проанализировали изменения яркости звезд за 17 лет, проливая понимание того, как эти тела разрушаются. Они сосредоточились на трёх разных белых карликах, которые вели себя совершенно по-разному.

Профессор Генсике сказал: «Тот простой факт, что мы можем обнаруживать обломки астероидов, возможно, спутников или даже планет, проносящихся вокруг белого карлика каждые пару часов, просто ошеломляет, но наше исследование показывает, что поведение этих систем может быстро меняться, в течение нескольких лет».

«Хотя мы думаем, что находимся на правильном пути в наших исследованиях, судьба этих систем гораздо сложнее, чем мы могли себе представить».

Первый изученный белый карлик (ZTF J0328-1219) в течение последних нескольких лет выглядел устойчивым и «хорошо себя вел», но авторы нашли доказательства крупного катастрофического события, произошедшего примерно в 2010 году.

Было показано, что другая звезда (ZTF J0923+4236) тускнеет нерегулярно каждые пару месяцев и демонстрирует хаотическую изменчивость во временных масштабах минут во время этих более тусклых состояний, прежде чем снова стать ярче.

В 2015 году Массачусетский технологический институт (MIT) показал, что третий проанализированный белый карлик (WD 1145+017) ведет себя близко к теоретическим предсказаниям, с огромными вариациями в количестве, формах и глубинах транзитов.

Удивительно, но транзиты, изученные в этом исследовании, теперь исчезли.

«В целом система постепенно становится ярче, поскольку пыль, образовавшаяся в результате катастрофических столкновений около 2015 года, рассеивается», — сказал профессор Генсике.

«Непредсказуемая природа этих транзитов может свести с ума астрономов — в одну минуту они здесь, а в следующую — их уже нет. И это указывает на хаотическую среду, в которой они находятся».

Когда его спросили о судьбе нашей солнечной системы, профессор Генсике ответил: «Печальная новость заключается в том, что Земля, вероятно, просто будет поглощена расширяющимся Солнцем, прежде чем звезда станет белым карликом».

«Что касается остальной части Солнечной системы, некоторые астероиды, расположенные между Марсом и Юпитером, и, возможно, некоторые спутники Юпитера могут быть смещены и подойти достаточно близко к возможному белому карлику, чтобы подвергнуться процессу измельчения, который мы исследовали».

Больше информации: Amornrat Aungwerojwit et al, Long-term variability in debris transiting white dwarfs, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae750

Источник: Royal Astronomical Society