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垂死太阳发出的光线足以将小行星轰成渣渣

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2020-2-17 06:44:26 显示全部楼层 |阅读模式

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垂死恒星发出的光线是如此强烈,以至于可以将小行星轰至尘埃。新研究表明,目前宇宙中的大多数恒星都会经历这一过程,包括我们的太阳——将在约5至60亿年内将小行星带粉碎成石屑。
根据建模,这种大规模破坏力的唯一动因来自电磁辐射,它与Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack(YORP)效应有关——用对理解这一现象做出贡献的4位科学家的名字命名。
当恒星的热量影响到太阳系小天体(如小行星)的自转时,就会发生YORP效应。
来自太阳的光能被小行星吸收,使其升温。热量穿过岩石,直到作为热辐射再次从不同方向散发出来。
这种物理过程会产生微小推力。在短时间内,并没有太大影响,但是在更长的时间尺度内,它可能会导致小行星旋转或偏轴摆动。
小行星的翻滚现象就是我们今天已经可以观察到的一种后果。但是随着太阳继续成长,影响将变得愈发明显。
当像太阳这样的主要序列恒星垂垂老矣时,体积膨胀进入所谓的巨型分支阶段,变得非常庞大且非常明亮。整个阶段只持续了几百万年——哇!它们弹出外层物质并坍塌成一颗密集的死星——白矮星。
对于我们的太阳,这将在大约5或60亿年内完成。
华威大学的天体物理学家Dimitri Veras解释说:“当一颗典型的恒星到达巨型分支阶段时,其发光度最大可达我们太阳亮度的1000到10000倍。然后,恒星很快收缩成地球大小的白矮星,其光度下降到低于太阳目前的水平。因此,在巨型分支阶段,YORP效应非常重要,但在恒星变成白矮星后就几乎不存在。”
由于发光度的增加,因此YORP效果也会提升。而且大多数小行星不是密集的岩石块。它们是松散的鹅绒、低密度的团簇,上面布满了气泡,被称为“瓦砾堆”。
根据该团队的计算机模拟,YORP效应会使大多数直径大于200米的小行星快速打转,足以使其破裂并解体。
分解不会发生在具有更高结构完整性的天体上,如矮行星(因此冥王星是安全的!)。但是小行星带败亡的命运早已注定。
Veras说:“对于质量巨大的分支恒星,连外行星小行星带的类似物也将被有效摧毁。这些系统中的YORP效应非常猛烈,持续大约一百万年。我们自己的小行星带不仅会被破坏,而且会狂飙突进。而且完全是由于太阳光的照射。”
除了计算机建模之外,证据还来自我们对白矮星的观察。
超过四分之一的白矮星光谱显示,有来自小行星的金属元素。这些白矮星光谱信号始终是一个谜,至今仍有争议。
YORP效应可以解释!当小行星崩溃时,它们在白矮星周围形成了小行星尘埃盘,其中一些被吸引到死星中。
“这些结果有助于我们在巨型分支和白矮星行星系统中找到尘埃盘,这对于确定白矮星如何受到污染至关重要。我们需要等到恒星变成白矮星时才知道尘埃盘在哪里,了解它们是如何形成的。因此,YORP效应提供了确定尘埃碎片起源的重要背景。”
该研究已发表在《皇家天文学会月刊》上。
(来自煎蛋)

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2020-2-17 07:35:36 显示全部楼层
涨知识了~
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