Учёные утверждают, что большинство звёзд во вселенной во время своей жизни станут достаточно яркими для того, чтобы у них появилась возможность разрывать окружающие их астероиды на меньшие фрагменты. Специалисты из Уорикского университета говорят, что для этого достаточно лишь светового излучения.
Электромагнитное излучение звёзд в конце их фазы жизни, которая, согласно асимптотической ветви гигантов диаграммы Герцшпрунга-Расселла, длится всего несколько миллионов лет, сможет существенно влиять на астероиды. Прежде чем они превратятся в белые карлики, их излучение будет достаточно сильным для того, чтобы раскручивать даже отдаленные астероиды до таких скоростей, на которых они будут снова и снова разрушаться на более мелкие фрагменты. В результате этого процесса даже наш собственный пояс астероидов будет легко распылен нашим же Солнцем.
Новое исследование специалистов физического факультета Уорикского университета, опубликованное в ежемесячном издании Королевского астрономического общества, проводит анализ количества последовательных событий распада астероидов и то, как быстро происходит этот каскад распадов.
На этом изображении показан вид астероида Веста, составленный из лучших изображений, полученных аппаратом Dawn. В южном полушарии видна гора, которая вдвое выше Эвереста. Источник: NASA/JPL-Caltech/UCAL/MPS/DLR/IDA
Авторы пришли к выводу, что все, кроме самых отдалённых или самых маленьких астероидов в системе звезды, будут распадаться в течение миллиона лет, что очень мало по космическим меркам, оставляя после себя обломки, которые затем учёные смогут найти и проанализировать уже вокруг мёртвых белых карликов. Некоторые из этих обломков могут быть в форме двойных астероидов, которые вращаются вокруг друг друга, одновременно вращаясь и вокруг Солнца.
После того, как звёзды главной последовательности, такие, как наше Солнце, диаграммы Герцшпрунга-Расселла, сжигают всё своё водородное топливо, они переходят в фазу ветви гигантов, становясь в сотни раз больше и увеличивая свою светимость в десять тысяч раз, испуская интенсивное электромагнитное излучение. Когда это расширение прекращается, звезда сбрасывает свои внешние слои, оставляя после себя плотное ядро, известное как белый карлик.
Излучение звезды будет поглощено вращающимися вокруг неё астероидами, перераспределено внутри них и затем испущено вновь из другого места, создавая дисбаланс. Этот дисбаланс создает эффект крутящего момента, который очень медленно но верно раскручивает астероид, доходя в конечном итоге до скорости распада, при которой один полный оборот тело будет совершать каждые 2 часа. Так, например, Земле требуется почти 24 часа, чтобы завершить один такой оборот. Этот эффект известен как ЯОРП-эффект, названный в честь четырех учёных (Ярковский, О’Киф, Радзиевский, Пэддэк), которые внесли свои идеи в концепцию теории.
В конечном счёте, этот крутящий момент разорвёт астероид на более мелкие части. Затем этот процесс точно также повторится в несколько этапов. Учёные подсчитали, что в большинстве случаев произойдет более десяти делений, или распадов, прежде чем осколки станут слишком малы, чтобы на них можно было воздействовать.
Ведущий автор исследования Димитри Верас из астрономической и астрофизической группы Уорикского университета сказал: “Когда типичная звезда достигает области ветви гигантов, её светимость достигает максимума между и где-то от 1000 и до 10000 раз превышает светимость нашего Солнца. Затем звезда очень быстро сжимается в белый карлик размером с Землю, её светимость падает до уровня ниже нашего Солнца. Следовательно, ЯОРП-эффект очень важен во время фазы ветви гигантов, но почти не существенен после того, как звезда стала белым карликом.
“Для звезды одной солнечной массы, как наше Солнце, будут эффективно уничтожены аналоги пояса экзо-астероидов. ЯОРП-эффект в этих системах будет очень силён и будет действовать очень быстро, порядка миллиона лет. Мало того, что наш собственный пояс астероидов будет уничтожен, но это будет сделано быстро и жестоко. И всё это исключительно благодаря свету нашего Солнца”.
Остатки этих астероидов в конечном итоге создадут диск обломков вокруг белого карлика, который затем будет втянут в звезду, загрязняя её. Это загрязнение может быть обнаружено астрономами с Земли и проанализировано для определения его состава.
Доктор Верас добавляет: “Эти результаты помогают локализовать поля обломков у звёзд ветви гигантов и у планетных систем белых карликов, что имеет решающее значение для определения степени загрязнения последних. Нам нужно знать, где находятся обломки до того времени, когда звезда станет белым карликом, чтобы понять, как образуются диски. Таким образом, ЯОРП-эффект обеспечивает важный контекст для определения того, где этот мусор мог бы возникнуть”.
Когда примерно через 6 миллиардов лет наше Солнце умрёт и у него закончится топливо, оно тоже сбросит свои внешние слои и превратится в белый карлик. По мере увеличения своей яркости, он будет бомбардировать наш пояс астероидов все более интенсивным излучением, подвергая астероиды ЯОРП-эффекту и разбивая их на всё более мелкие кусочки.
Большинство астероидов представляют собой груды щебня, то есть набор камней, слабо удерживаемых вместе. Это означает, что у них мало внутренней прочности. Однако меньшие астероиды обладают большей внутренней прочностью, и хотя этот эффект довольно быстро разрушит более крупные объекты, а осколки будут накапливаться в виде объектов диаметром около 1-100 метров. Как только начнётся фаза ветви гигантов, процесс будет продолжаться без остановки, пока не достигнет этого плато.
Эффект уменьшается с увеличением расстояния от звезды и с увеличением внутренней силы астероида. ЯОРП-эффект может разбивать астероиды на расстоянии сотен астрономических единиц, это гораздо дальше, чем орбита Нептун или даже Плутона.
Однако этот эффект будет влиять только на астероиды. Объекты крупнее Плутона, скорее всего, избегут этой участи благодаря своим размерам и внутренней силе. Если только они не будут разрушены другим процессом, таким как столкновение с планетой.
По информации Уорикского университета.
Источник: