濒死恒星发出的光能粉碎小行星

毁灭小行星,只需一束光

(图解:来自垂死恒星的高能射线。图源:iflscience)

尽管恒星不会在超新星爆炸中结束它们的生命,但对处于太阳系中的最小一员来说,这仍是一场大浩劫。新研究显示,垂死恒星发出的光足以粉碎小行星,而这些小行星的位置距恒星的距离比地-日间距离还要远数百倍。

这项发布于《皇家天文学会日报》的研究,探讨了恒星系统中约普效应产生的一系列后果。约普效应以促成这一想法的四位科学家(亚尔科夫斯基、奥基夫、拉齐美耶夫斯基、帕达克)的名字命名,指的是小行星因恒星辐射发生的自旋死亡现象。

星光的动量很小,但不为零。正如我们在过去十年成功进行的太阳帆测试中看到的那样,来自太阳的光子能够推动物体。当星光撞击小行星时,它便被吸收,于内部重新排列分布,然后重新发射到不同的位置。

小行星是大堆的太空岩石,由于相互间引力微弱而经常保持在一起。然而它们之间并没有很好的混合,所以来自恒星辐射的热量与之后自身要放射出的热量并不相衡,这种不平衡导致小行星在放射时产生了一种较小的扭矩。随着时间的流逝,恒星越来越明亮,扭矩也随之增加。施加于小行星的引力过于微弱,而无法与促使小行星分离的作用力相平衡,这堆太空岩石便成了灰尘。

“当一颗典型的恒星到达大分支阶段时,它的发光度最大能达到太阳发光度的1000~10000倍。接着这颗恒星迅速坍缩为地球大小的白矮星,此时的光度便低于我们太阳的平均光度了。约普效应在恒星分支演化时产生的作用至关重要,但在恒星变为白矮星后,这一效应却几乎消失了。”来自华威大学天文学与天体物理学小组的主要作者迪米特里斯·维拉斯博士在声明中说。

这项工作为我们太阳系的未来提供新的见解。大约在60亿年后,我们的太阳将燃烧殆尽,脱落外部的氢燃烧层并坍缩成白矮星。这意味着小行星带将在创纪录的时间内消失。

“对一个太阳质量的巨型分支恒星来说,最后的结果无非就像我们太阳将演变成的那样,即使是外小行星带的类似物也能被其有效摧毁。约普效应在这类系统中反应非常激烈,并且迅速发生作用,大约持续100万年。我们自己的小行星不仅会遭到破坏,而且会被迅速且激烈地摧毁,而这仅仅来自于我们的太阳光。”维拉斯博士这样说道。

这次模拟试验表明,当物体的宽度小于100m(330英尺)时,碎片的尺寸将达到稳定状态,因为这些碎片通常具有很高的内部强度。研究者们认为,通过研究围绕在白矮星周围小行星碎片的排放,能够了解过去恒星死亡前的系统机制。

小行星:小行星是恒星系统形成后所剩下的一种物质,它们因太小而不能自主形成行星,并且也不会和其他行星相撞。他们的组成包括碳(C类)、金属(M类)和石头(S类)。许多行星有着由小行星带、破裂的彗星碎片、卫星和其他残骸组成的环状系统。有些系统的小行星带,是一种绕着恒星而不是行星体运行的分布较细的小行星簇。

许多小行星都是宝贵资源的贵重收藏物。矿工能用专门的挖矿工具(比如激光采矿)从小行星中取出矿物质与金属,更大的采矿作业需要使用小行星矿工超级飞船。一些小行星甚至能被挖空以来创建小行星基地。

BY: iflscience

FY: Alfredo Carpineti

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