Fakta menyedihkan dari Semesta adalah bahwa semua bintang pada akhirnya akan mati. Dan ketika mereka melakukannya, apa yang terjadi pada bayi mereka? Biasanya, prognosis planet-planet di sekitar bintang yang sekarat itu tidak baik, tetapi sebuah studi baru mengatakan beberapa di antaranya mungkin bertahan.
Sekelompok astronom telah melihat lebih dekat apa yang terjadi ketika bintang-bintang, seperti Matahari misalnya, menjadi kerdil putih di akhir kehidupan mereka. Ternyata, planet yang lebih padat seperti Bumi mungkin selamat dari peristiwa itu. Tapi, hanya jika jarak mereka tepat.
Penelitian baru ini berasal dari para astronom di Grup Astronomi dan Astrofisika di Universitas Warwick. Makalah mereka diterbitkan dalam Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society. Judulnya adalah "Relaksasi orbital dan eksitasi planet yang secara tidial berinteraksi dengan white dwarf."
Katai putih adalah keadaan terakhir dari sebuah bintang yang tidak cukup masif untuk menjadi bintang neutron. Di Bima Sakti kita, sekitar 97% bintang akan menjadi katai putih.
"Makalah ini adalah salah satu studi khusus pertama yang menyelidiki efek pasang surut antara kurcaci putih dan planet."
Dimitri Veras, Universitas Warwick.
Ketika sebuah bintang kehabisan bahan bakarnya dan menjadi katai putih, itu bukan transisi yang lembut. Bintang itu meniupkan lapisan gas terluarnya dan membentuk nebula planet. Setiap planet yang mengorbit dapat dihancurkan dengan kasar oleh pengusiran gas yang dahsyat ini.
Setelah itu, benda apa pun yang masih hidup akan tunduk pada kekuatan pasang surut besar yang tercipta saat bintang itu runtuh menjadi bentuk katai putih super-padat. Kekuatan pasang surut dapat mendorong planet yang mengorbit ke orbit baru, atau bahkan mengeluarkannya dari tata surya sepenuhnya.
Yang memperparah skenario destruktif ini adalah emisi sinar-X yang mematikan. Jika beberapa benda yang mengorbit dihancurkan atau dilucuti dari bahan, materi itu dapat jatuh ke bintang, menyebabkan katai putih memancarkan sinar-x. Sulit membayangkan kehidupan apa pun yang selamat dari transisi bintang menjadi bintang katai putih, tetapi jika beberapa melakukannya, entah bagaimana, sinar-x akan menjadi kudeta. Bagaimanapun, lingkungan di sekitar kerdil putih bukanlah tempat yang menyenangkan.
Menurut penelitian baru ini, beberapa planet dapat bertahan hidup di lingkungan yang mematikan ini, jika mereka cukup padat dan jika mereka berada pada jarak yang tepat.
Kelangsungan hidup mereka bergantung pada sesuatu yang tepat disebut 'radius kehancuran.' Jari-jari kehancuran adalah "jarak dari bintang di mana benda yang disatukan hanya oleh gravitasinya sendiri akan hancur karena kekuatan pasang surut," menurut rilis pers. Jika ada planet yang dihancurkan oleh white dwarf, cincin puing itu akan terbentuk dalam radius kehancuran.
Studi ini juga menunjukkan bahwa semakin besar sebuah planet, semakin kecil kemungkinannya untuk selamat dari interaksi pasang surut baru di tata surya. Planet yang kurang masif akan diterpa kekuatan yang sama, tetapi massanya yang lebih rendah memungkinkannya untuk bertahan hidup.
Kelangsungan hidup planet mana pun adalah rumit dan tergantung pada sejumlah faktor, seperti massa dan lokasinya relatif terhadap radius kehancuran. Tetapi itu juga tergantung pada viskositas sebuah planet. Salah satu jenis planet ekstrasurya yang disebut "exo-viskositas rendah Bumi" dapat ditelan oleh bintang bahkan jika mereka berada dalam jarak lima kali jarak dari pusat kurcaci putih dan radius kehancurannya. (Enceladus adalah contoh yang baik dari tubuh dengan viskositas rendah.)
Ada juga "ex-viskositas tinggi-Bumi" yang dapat dengan mudah ditelan jika mereka berada pada jarak dua kali pemisahan antara pusat katai putih dan radius kehancurannya. Ex-Earth dengan viskositas tinggi adalah sebuah planet dengan inti padat yang seluruhnya terdiri atas unsur-unsur yang lebih berat.
Penulis utama makalah ini adalah Dr. Dimitri Veras dari Departemen Fisika Universitas Warwick. Dr. Veras berkata, “Makalah ini adalah salah satu studi khusus pertama yang menyelidiki efek pasang surut antara katai putih dan planet. Jenis pemodelan ini akan memiliki relevansi yang meningkat di tahun-tahun mendatang, ketika badan berbatu tambahan kemungkinan besar ditemukan dekat dengan white dwarf. "
Veras cepat menunjukkan batas-batas penelitian ini. Ini hanya berlaku untuk planet yang homogen. Itu berarti planet-planet yang strukturnya sama, bukan planet seperti Bumi, dengan banyak lapisan dalam strukturnya. Memodelkan planet seperti Bumi sangat rumit.
"Studi kami, meski canggih dalam beberapa hal, hanya memperlakukan planet berbatu homogen yang konsisten dalam strukturnya," kata Dr. Veras. "Planet multi-layer, seperti Bumi, akan jauh lebih rumit untuk dihitung, tetapi kami sedang menyelidiki kelayakan untuk melakukannya juga."
"... penelitian kami menunjukkan bahwa planet berbatu dapat bertahan dari interaksi pasang surut dengan katai putih dengan cara yang mendorong planet sedikit keluar."
Dimitri Veras, Universitas Warwick.
Studi ini menunjukkan kompleksitas menentukan jarak yang aman dari bintang katai putih. Tetapi akan selalu ada jarak yang aman. Untuk sebuah planet berbatu dan homogen, planet itu harus mampu menahan belerang dan bertahan dari kekuatan pasang surut jika ia berada pada jarak membentuk kerdil putih "sekitar sepertiga jarak antara Merkurius dan Matahari" menurut penelitian.
Studi ini akan membantu membentuk bagaimana para astronom berburu exoplanet di sekitar bintang katai putih. Dan karena bintang katai putih begitu berlimpah, kegunaan studi dijamin.
"Studi kami mendorong para astronom untuk mencari planet berbatu yang dekat dengan - tetapi di luar - radius kehancuran katai putih," kata Dr. Sejauh ini pengamatan telah memfokuskan pada wilayah bagian dalam ini, tetapi penelitian kami menunjukkan bahwa planet berbatu dapat bertahan dari pasang surut. interaksi dengan katai putih dengan cara yang mendorong planet sedikit keluar. "
Dr. Veras mengatakan bahwa penelitian mereka juga menginformasikan pencarian exoplanet di sekitar kerdil putih dengan mencari tanda tangan geometrik exoplanet di disc puing. Adalah fakta yang diketahui bahwa benda-benda dalam cincin puing-puing, atau dalam cakram protoplanet, dapat meninggalkan bekasnya di dalam cincin, menandakan kehadiran mereka kepada pengamat yang jauh.
"Astronom juga harus mencari tanda tangan geometris di cakram puing yang diketahui. Tanda tangan ini bisa jadi hasil dari gangguan gravitasi dari sebuah planet yang berada tepat di luar radius kehancuran, "kata Dr." Dalam kasus ini, cakram-cakram itu akan terbentuk lebih awal oleh penghancuran asteroid yang secara berkala mendekati dan memasuki radius kehancuran dari katai putih. "
Dengan teleskop yang lebih kuat mulai daring dalam beberapa tahun ke depan, dan dengan pencarian eksoplanet yang meningkat, tim di balik kertas itu berharap pekerjaan mereka akan membantu pemburu planet menyelidiki sistem kerdil putih dengan sukses.
