ほとんどすべてのスーパーヒーロー映画が起源の物語であることに気づいたことがありますか?誰もが、バットマンとウルヴァリン、そしてハルクがどのようにして彼らになったのかを知りたがっています.しかし、高齢者のスーパーヒーローの話はあまり多くなく、禿頭で猫背の超高齢者が介護施設の周りをよろめきます.
同じことが太陽系にも当てはまります。太陽系がどのように形成されたかという問題は、何百年もの間、科学者によって熟考されてきました。そして、それは決して解決された問題ではありません。惑星形成の研究は、天体物理学のサブフィールドとして盛んに行われています。しかし、太陽系の未来を研究している研究者はほんの一握りです。
太陽は 45 億年前から存在しています。その頃とあまり変わっていません。地球上の生命は元気です。なぜ遠い未来のことを考えなければならないのでしょうか。天文学者が星をよく見ると、定期的に惑星の死が見られるからです!まあ、死の瞬間そのものではありません。むしろ、彼らは惑星系の死によって生み出された「血しぶき」を検出します。天文学者は、死んだ星の骨格である白色矮星のスペクトルでこの飛散を検出します。
太陽が変化することがわかりました。時間がかかるだけです。今日の太陽は、45 億 7000 万年前の誕生直後よりも 30% 明るくなっています。その緩やかな上昇はさらに 50 億年続き、その後何か劇的なことが起こるでしょう。太陽の核は、核融合炉の燃料である水素を使い果たします。太陽は殻の中で水素を融合し続け、これが太陽を膨らませて赤色巨星にします。 .赤色巨星は、太陽のような星よりも温度が低い (そのため赤みを帯びている) が、サイズが非常に大きいため非常に明るい。オリオン座の明るい右肩であるベテルギウスは、赤色巨星の良い例です。
太陽は数億年の間、赤色巨星のままです。土星は今日の地球とほぼ同じ温度になるため、これは生命にとって興味深い時期です。そのため、その衛星であるタイタンとおそらくエンケラドゥスは、すでに宇宙生物学者の興味をそそっていますが、居住可能である可能性があります。
惑星の軌道は、変化する太陽に合わせて調整されます。太陽が赤色巨星になると、内惑星は飲み込まれてしまいます。太陽から遠く離れた惑星は、太陽がその表面から流れ出る強力な風によって質量を失うにつれて、より広い軌道に拡大します。太陽の重力が弱まるにつれて、惑星の軌道は自然に広がります。今、赤色巨星は大きい .太陽は約 100 倍に膨張して赤色巨星になり、地球の現在の軌道まで広がるでしょう。私たちの惑星は瀬戸際にあります。太陽に飲み込まれるのか、それともより大きな軌道に逃げるのかはわかりません。 (もちろん、これは生命にとって重要ではありません。太陽が赤色巨星になり、完全に 地球を揚げます。)
一方、太陽のコアは、温度と圧力が上昇してヘリウムが融合するまで収縮します。太陽が「惑星状星雲」（惑星とは何の関係もありませんが、古くからある名前です）として外層を吹き飛ばす前に、いくつかの閃光があります。太陽に残るのは、そのコアである小さな白色矮星であり、永遠にゆっくりと冷却するだけです.白色矮星は、太陽とほぼ同じ大きさであるにも関わらず、地球ほどの大きさしかありません。そのため、それらは非常に強い表面重力を持ち、水素やヘリウムよりも重い物質は、数日から数か月で大気から星自体に沈降します。これは天文学的なまばたきです。
白色矮星を見ると、それらの大部分が「汚染」されているように見えます。純粋な水素やヘリウムのスペクトルを持っている代わりに、それらの外層は岩石物質で汚染されています。非常に早く沈降するはずなので、この岩石の物質はごく最近白色矮星と衝突したに違いありません。これが犯行現場を示す血しぶきです。しかし、犯罪とは正確には何ですか?
これが私たちが考える物語の進め方です。惑星の軌道が変化し、恒星が赤色巨星から白色矮星になると、小惑星帯と彗星はしばしば不安定な構成になります。これらの小さな天体はあらゆる方向に重力でパチンコ弾を飛ばされ、白色矮星に非常に接近するものもあります。白色矮星は小さなターゲットなので、小さな天体は星に衝突するのではなく、その重力によって粉々に引き裂かれます。これにより、白色矮星の周りの近い軌道に破片の円盤が作成され、星の表面にゆっくりと滴り落ち、観測された汚染が生成されます。
この物語の見事な対称性は、汚染された白色矮星が惑星系の死についてだけでなく、それらの誕生についても教えてくれることです。小惑星と彗星は本質的に惑星形成の残り物であり、いくつかの白色矮星で測定された汚染は、地球に落ちた隕石と同じ組成を持っています!これらのシステムの惑星は、おそらく私たちの惑星と同じ構成要素で構成されています。いくつかの白色矮星は、水が豊富な小惑星からの汚染の兆候を示しています。これらの小惑星は、それらの系の地球のような惑星が湖と海を持っていた可能性があることを私たちに伝えている可能性があります.残念なことに、これらが死んだ惑星系であることを考えると、これらの湖と海はとうの昔になくなってしまいました.
60億年後、太陽は白色矮星になります。地球は赤色巨星の太陽に飲み込まれてしまうか、完全に焼き尽くされてしまうでしょう。遠く離れた観測者が見ると、淡い青色の点がかつてこの十数個の白色矮星を周回していたことを示す唯一のヒントは、いくつかの特徴的なスペクトル線です。それは、長い間死んでいた惑星系から飛び散る血です。
Sean Raymond は、惑星系の形成と進化を研究している天文学者です。また、planetplanet.net でブログを書いています。
