Gravitationsbølger kunne guide rum 'blaffere' til en Magrathea-lignende verden

En kunstner

En kunstners skildring af en eksoplanet og en skraldeskive, der kredser om en hvid dværgstjerne. (Billedkredit: NASA/JPL-Caltech)



En fremtidig europæisk mission kan bruge gravitationsbølger til at opdage planeter lige ud af den elskede science fiction-roman 'The Hitchhiker's Guide to the Galaxy', ifølge et nyt papir.



I de sidste par år har gravitationsbølger sonderet par af sorte huller. Snart kan de også afsløre planeter, der kredser om par hvide dværge, stjerner i slutningen af ​​deres levetid.

'En planet, der har overlevet udviklingen af ​​to soler-to hovedsekvensstjerner, der bliver binære hvide dværge-er bestemt meget, meget gammel!' Nicola Tamanini, hovedforfatter af den nye forskning og astronom ved Max-Planck Institute i Tyskland, fortalte demokratija.eu via e-mail.



Relaterede: De mærkeligste fremmede planeter (galleri)

Bedriften ville kræve fremtidige gravitationsbølgedetektorer, som f.eks. Det Europæiske Rumagenturs mission i kredsløb mellem Laserinterferometer-rumantenne (LISA). Fordi gravitationsbølgedetektorer kan 'se' længere end deres elektromagnetiske fætre, kunne LISA identificere eksoplaneter selv uden for Mælkevejen, som forskere endnu ikke har styret.

Gravitationsbølgedetektorer som LISA, der skal lanceres i begyndelsen af ​​2030'erne, identificerer gravitationsbølgerne produceret af kompakte par objekter. Sådanne par kan omfatte dobbelt hvide dværge, der fødes, når stjerner i gennemsnitlig størrelse som solen dør og blæser deres ydre lag af. De er ikke længere massive nok til at drive fusion i deres kerne, de køler langsomt og dør.



Disse seje stjerner kan være en udfordring at få øje på ved hjælp af lys og andre teknikker baseret på det elektromagnetiske spektrum. At finde de svage planeter, der kredser om dem, er endnu vanskeligere. Indtil videre er der kun blevet opdaget en planet og en enkelt del af planetaffald, der kredser om en hvid dværg, selv om eksistensen af ​​planetrester indirekte er blevet observeret.

At forstå, hvor mange verdener der overlever omkring hvide dværge, kan give indsigt i planetsystemer i slutningen af ​​deres levetid - og Tamanini og hans kollega mener, at LISA vil tillade forskere at gøre netop det. De fandt ud af, at hvis sådanne planeter eksisterer, burde LISA være i stand til at opdage et par hundrede nye exoplaneter. Deres forskning blev offentliggjort den 8. juli i tidsskriftet Natur Astronomi .

Fang en planets bølger

En kunstnerisk fremstilling af gravitationsbølger skabt af et kompakt hvidt dværgpar med en planet i Jupiter-størrelse i kredsløb. Lignende verdener kunne opdages ved hjælp af ESA



En kunstnerisk fremstilling af gravitationsbølger skabt af et kompakt hvidt dværgpar med en planet i Jupiter-størrelse i kredsløb. Lignende verdener kunne opdages ved hjælp af ESAs kommende LISA -mission.(Billedkredit: Simonluca Definis)

I løbet af de sidste tre årtier har astronomer opdaget mere end 4.000 eksoplaneter . Det rigtige træk fulgte med NASA'er Kepler rumteleskop mission, som stolede på en teknik kaldet transitmetoden til at identificere en verden, da den passerede mellem Jorden og dens stjerne, og dæmpede det lys, Kepler målte.

Exoplanet gravitationsbølge-opdagelser ville fungere på en lignende måde. To hvide dværge, hvis planet kredser om begge stjerner, ville have en anden gravitationsbølgesignatur end et planetfrit par. At studere dette signal skulle afsløre et groft skøn over massen af ​​det tredje objekt, sagde Tamanini, så forskere kunne vælge planeter fra kredsende stjerner og brune dværge.

Elektromagnetiske instrumenter kan hjælpe med at indsamle komplementære data for de nærmeste sådanne objekter, selvom de ikke ville være i stand til at observere selve planeten. LISA kunne opdage planeter så små som 50 jordmasser, ifølge det nye papir.

En enkelt hvid dværg og dens planet ville også udsende gravitationsbølger, sagde Tamanini, men ikke et signal, der var stærkt nok til, at LISA eller et andet aktuelt eller nært fremtidigt instrument kan detektere.

I modsætning til deres elektromagnetiske ækvivalenter , gravitationsbølgedetektorer kan kigge gennem tætte områder af lys og stærke signaler. LISA kunne se gennem midten af ​​galaksen for at få øje på verdener på den anden side af Mælkevejen - og måske endda i nærliggende galakser, som den store magellanske sky.

Enden på en stjernes vej

Om 5 milliarder år vil solen opsvulme til et rød kæmpestjerne før den falder sammen i en hvid dværg. Processen vil ødelægge Merkur og Venus. Jordens kredsløb ligger tæt på det, der bliver kanten af ​​den kæmpe hvide dværg, og dens skæbne er mindre sikker. Men Mars og de ydre planeter vil overleve katastrofen og bør fortsætte med at kredse om solens rester.

'Vi forventer, at størstedelen af ​​planetariske systemer overlever udviklingen af ​​deres værtsstjerne,' siger astronom Christopher Manser fra University of Warwick i Storbritannien, der ikke var involveret i den nye forskning, til demokratija.eu. Manser opdagede et eksoplanetfragment, der kredsede om en hvid dværg.

Derudover kan et planetarsystems død føre til fødslen af ​​et andet. Nuværende undersøgelser tyder på, at affaldet fra ødelagte verdener - disse Merkurier og Venuser - kredser om mange hvide dværge. 'Der er en teori om, at materialet i denne disk kunne danne anden generations planeter meget tæt på den hvide dværg,' sagde Manser. Hvis de er store nok, kunne disse phoenix-planeter, der blev født fra asken i de verdener, der kom før, blive opdaget af LISA og andre fremtidige gravitationsbølgemissioner.

Tilføj en anden hvid dværg til blandingen, og planetenes skæbne omkring binæren er mindre sikker. I det mindste et par hvide dværge er blevet opdaget ved at forbruge planetaffald. 'Det tyder dog på, at planeter i [kredsløb omkring begge stjerner] kan overleve, sagde Manser.

Indtil LISA lanceres, kan forskere ikke være sikre på, om planetsystemer omkring binære hvide dværge er almindelige eller få og langt imellem. Men hvis disse verdener eksisterer, kan LISAs opdagelser hjælpe forskere med at forbedre deres modeller for, hvordan solsystemer fødes og dør. 'Vi vil se på et stadie af den planetariske udvikling, der hidtil ikke er kendt,' sagde Tamanini. Hvis de ikke eksisterer, fortæller det stadig forskere noget om, hvordan planetsystemer udvikler sig.

Og hvis forskere kan få øje på planeter, der kredser om to hvide dværge, ville sådanne verdener være lige ud af science fiction. I Douglas Adams 'klassiker' The Hitchhiker's Guide to the Galaxy 'besøger figurer planeten Magrathea , en verden, der kredser om stjerneparret Soulianis og Rahm, hvis indbyggere konstruerede computeren Jorden i planetstørrelse. Adams beskriver planeten som 'meget gammel' og lyset fra tvillingestjernerne som hvidt, som Tamanini og Danielski tolker som at komme fra to hvide dværge.

Gravitationsbølger 'er sandsynligvis ikke svaret på det ultimative spørgsmål om livet, universet og alt,' skrev forfatterne i slutningen af ​​deres papir. 'Men de kan trods alt udgøre nøglen til at finde Magrathea.'

Følg Nola videre Facebook og på Twitter kl @NolaTRedd . Følg os på Twitter @Spacedotcom og på Facebook .