Ein Planetensystem, dessen Mittelpunkt ein toter Weißer Zwerg ist, der etwa 4.000 Lichtjahre entfernt ist, hat Astronomen einen möglichen Einblick in das Aussehen unserer Sonne und Erde in etwa 8 Milliarden Jahren gegeben.
Dies wird jedoch nur dann die Zukunft der Erde sein, wenn unser Planet die eventuelle Verwandlung der Sonne in einen aufgeblähten Roten Riesen überleben kann. Dieser Übergang wird voraussichtlich in etwa 5 bis 6 Milliarden Jahren stattfinden, wenn die Sonne endgültig ihren Brennstoffvorrat für die Kernfusion erschöpft hat. In dieser Phase des Roten Riesen schwillt die Sonne an, um den Mars zu umkreisen und Merkur, Venus und vielleicht auch die Erde zu umhüllen. Danach wird die Sonne zu einem strahlenden Weißen Zwerg, genau wie wir ihn in einem beobachtbaren Planetensystem sehen.
Eine Möglichkeit für unseren Planeten, der Verwüstung durch die Rote Riesensonne zu entkommen, besteht darin, in die Umlaufbahn des Mars oder darüber hinaus zu wandern. Dies würde unseren Planeten als strahlungsgefrorene Hülle zurücklassen, die einen brennenden Stern umkreist. Dieses neue Planetensystem liefert den Beweis dafür, dass eine solche „wundersame Flucht“ möglich ist.
Das Team identifizierte einen Weißen Zwerg mit einer Masse von etwa der Hälfte der Sonnenmasse und einen erdgroßen Begleitplaneten in einer Umlaufbahn, die doppelt so groß ist wie die unseres Planeten um unseren Stern, und lieferte damit ein Bild davon, wie die verbleibende Erde in etwa aussehen könnte 8 Milliarden Jahre. .
Bezogen auf: Hat ein Stern den Kannibalismus durch seinen toten Weißen-Zwerg-Gefährten „Das Biest“ überlebt?
„Wir haben derzeit keinen Konsens darüber, ob die Erde verhindern kann, dass sie in sechs Milliarden Jahren von einer Roten Riesensonne verschlungen wird“, sagte Teamleiter Qiming Zhang, Eric und Wendy Schmidt Fellow für künstliche Intelligenz in der Wissenschaft an der University of California in San Diego. In einem Stellungnahme.
Ein Element des Systems, das sich in der Nähe der zentralen Ausbuchtung der Milchstraße befindet, unterscheidet es vom zukünftigen Sonnensystem: ein weiterer Bewohner mit einer Masse, die etwa 17-mal so groß ist wie die Masse von Jupiter, dem massereichsten Planeten im Sonnensystem.
Bei diesem Objekt handelt es sich wahrscheinlich um einen „Braunen Zwerg“, ein Objekt, das oft als „gescheiterter Stern“ bezeichnet wird, weil es die Form eines Sterns hat, aber nicht die nötige Masse ansammelt, um die Fusion von Wasserstoff mit Helium in seinem Kern zu katalysieren. Der Kernprozess, der einen „Hauptreihenstern“ wie die Sonne definiert.
Gute Nachrichten für die Erde … und vielleicht nicht für das Leben
Astronomen entdeckten dieses Analogon zur Zukunft des Sonnensystems, als sie ein sogenanntes „Mikrolinsenereignis“ beobachteten, das sich auf die Ablenkung des Lichts einer Hintergrundquelle bezieht, die durch den Gravitationseinfluss eines Objekts verursacht wird, das sich zwischen dieser Quelle und der Erde bewegt. Dieses Ereignis wurde mithilfe des koreanischen Netzwerks von Mikrolinsen-Teleskopen auf der Südhalbkugel erfasst.
Mikrolinsen sind eine schwache Form der Gravitationslinse, ein Phänomen, das erstmals von Albert Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt wurde. Die Allgemeine Relativitätstheorie legt nahe, dass Objekte mit Masse dazu führen, dass sich das Gefüge der Raumzeit „verformt“, eine vierdimensionale Vereinigung von Raum und Zeit. Aus dieser Verzerrung entsteht nicht nur die Schwerkraft, sondern die Verzerrungen beugen auch das Licht, wenn Wellen von einer Hintergrundquelle durch sie hindurchgehen. Dieses gekrümmte Licht erscheint dann aus unserer Perspektive heller, da es auf dem Weg zu unseren Detektoren gezwungenermaßen einen gekrümmten Weg nimmt.
Dieses Ereignis mit der Bezeichnung KMT-2020-BLG-0414 wurde im Jahr 2020 beobachtet. Es bestand aus einem Hintergrundstern (24.000 Lichtjahre entfernt), der etwa 1.000 Mal heller wurde. Die Objekte oder Linsen, die diese Helligkeit verursachen, sind die Objekte des Planetensystems.
Um dieses Planetensystem weiter zu untersuchen, verfolgte das Team der UC Berkeley das Mikrolinsenereignis mit den 10-Meter-Keck-Teleskopen auf Hawaii.
Die erste Untersuchung ergab keine Erkenntnisse über die Natur des Zentralsterns. Die Forscher brauchten weitere drei Jahre, um mit den Keck-Teleskopen zu untersuchen, dass es sich bei diesem Sternobjekt um einen erschöpften Weißen Zwerg handelt. Dies ging nicht aus dem hervor, was das Team sah, sondern aus dem, was sie miterlebten Das hat er nicht getan sehen; Die Bilder des Systems zeigten nicht das vom Hauptreihenstern erwartete Licht.
„Unsere Schlussfolgerungen basieren darauf, alternative Szenarien auszuschließen, da der normale Stern leichter zu sehen gewesen wäre“, erklärte Zhang. „Da die Linse dunkel und massearm ist, kamen wir zu dem Schluss, dass es sich nur um einen Weißen Zwerg handeln könnte. Es gehört etwas Glück dazu, denn man würde erwarten, dass weniger als jeder zehnte Mikrolinsenstern mit Planeten ein Weißer Zwerg ist.“
Die fortgesetzte Untersuchung dieses Systems hat es dem Team auch ermöglicht, die Umlaufbahn des Braunen Zwergs zu bestimmen und die Verwirrung über die Position des gescheiterten Sterns um den toten Stern sowie die Tatsache, dass es sich nicht nur um einen sehr nahegelegenen massereichen Planeten oder „heißen Jupiter“ handelt, zu beseitigen. „
„Die ursprüngliche Analyse ergab, dass sich der Braune Zwerg entweder in einer sehr weiten Umlaufbahn befindet, wie der Umlaufbahn von Neptun, oder innerhalb der Umlaufbahn von Merkur [the closest planet to the sun in the solar system]„Riesenplaneten mit sehr kleinen Umlaufbahnen kommen tatsächlich außerhalb des Sonnensystems sehr häufig vor. Aber da wir jetzt wissen, dass sie Sternreste umkreisen, ist das unwahrscheinlich, weil sie hätten verschluckt werden können“, sagte Zhang.
Dieses Planetensystem dient zwar als Beweis dafür, dass die Erde in etwa 6 Milliarden Jahren dem Verzehr durch die Sonne entkommen könnte, es sagt uns jedoch nicht, ob auch Leben auf unserem Planeten (falls es bis dahin noch existiert) überleben könnte.
„Ob dadurch das Leben auf der Erde weiterbestehen kann [red giant] Zeitraum unbekannt. „Aber das Wichtigste ist sicherlich, dass die Sonne die Erde nicht verschluckt, wenn sie zu einem Roten Riesen wird“, sagte Jessica Lu, Assistenzprofessorin und Vorsitzende der Abteilung für Astronomie an der UC Berkeley, in der Erklärung. „Ein Planet – möglicherweise ein ursprünglich erdähnlicher Planet in einer erdähnlichen Umlaufbahn – der die Rote-Riesen-Phase seines Muttersterns überlebt hat.“
Wenn die Sonne während ihrer Roten-Riesen-Phase den Halt der Sonne auf der Erde verliert und dadurch den aufgeblähten Außenschichten unseres Sterns entkommen kann, dann würde diese Wanderung sie offenbar auch außerhalb der bewohnbaren Zone bringen. Die bewohnbare Zone oder „Goldlöckchen-Zone“ ist definiert als die Region um einen Stern, in der die Temperaturen weder zu heiß noch zu kalt sind, sodass der Planet flüssiges Wasser speichern kann, eine entscheidende Zutat für Leben.
Allerdings endete die Zeit der Menschheit auf der Erde wahrscheinlich etwa 4 bis 5 Milliarden Jahre, bevor sich die Sonne in einen Roten Riesen verwandelte.
„Auf jeden Fall wird der Planet nur noch etwa eine Milliarde Jahre lang bewohnbar sein. Dann werden die Ozeane der Erde aufgrund der rasanten globalen Erwärmung verdampfen – lange bevor der Rote Riese Gefahr läuft, verschluckt zu werden“, sagte Zhang.
Zhang schlug vor, dass die Menschheit in das Sonnensystem abwandern könnte, um diesem Schicksal zu entgehen. Mögliche Ziele für eine Verlagerung könnten Jupitermonde wie Europa, Callisto und Ganymed oder Enceladus sein, der den Saturn umkreist. Diese Monde scheinen gefrorene Wasserozeane zu haben, die, obwohl sie jetzt eisig sind, durch die Ausdehnung der Sonne bewohnbar werden könnten. Dies liegt daran, dass die Sonne sie schmelzen und sie zu ozeanischen Welten machen könnte.
„Wenn die Sonne zu einem Roten Riesen wird, verschiebt sich die bewohnbare Zone in die Umlaufbahn von Jupiter und Saturn“, sagte Zhang. „Ich denke, dass in diesem Fall die Menschheit dorthin auswandern könnte.“
Das Team geht davon aus, dass diese Forschung das Potenzial der Mikrolinse als Technik zur Untersuchung von Planetensystemen und ihren Sternen demonstriert. Ein Instrument, das dies voll ausnutzen könnte, ist das kommende Nancy Grace Roman Telescope, dessen Start für 2027 geplant ist. Das nächste große Weltraumteleskop der NASA wird Mikrolinsentechnologie nutzen, um nach extrasolaren Planeten oder „Exoplaneten“ zu suchen.
„Durch den Mikrolinsenkanal eröffnen sich uns jetzt eine ganze Reihe von Welten, und das Spannende ist, dass wir kurz davor stehen, exotische Formationen wie diese zu finden“, sagte Teammitglied Joshua Bloom, ein Astronom an der University of California , Berkeley. Stellungnahme. „Erforderlich ist eine sorgfältige Nachverfolgung mit den besten Einrichtungen der Welt, nicht nur einen Tag oder einen Monat später, sondern viele Jahre in der Zukunft, nachdem sich die Linse vom Hintergrundstern entfernt hat, damit Sie beginnen können, zu klären, was du willst sehen.“
Die Forschung wurde am 26. September in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
