一顆垂死的恒星的光線是如此強烈,以至于可以將小行星降為塵埃。一項新的研究表明,這將發(fā)生在目前在宇宙中燃燒的大多數(shù)恒星,包括太陽,它將在約5至60億年內(nèi)將其小行星帶粉碎成巨石。
根據(jù)建模,這種大規(guī)模毀滅的唯一動因是電磁輻射,它與Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack(YORP)效應有關,該效應是以四位對此做出貢獻的科學家命名的。
當恒星的熱量改變太陽系小物體(例如小行星)的自轉(zhuǎn)時,就會發(fā)生YORP效應。
來自太陽的光能被小行星吸收,使其升溫。熱量穿過巖石,直到再次以不同方向作為熱輻射散發(fā)出來。
這種排放產(chǎn)生很小的推力。在很短的時間內(nèi),這并沒有太大變化,但是在更長的時間內(nèi),它可能會導致小行星旋轉(zhuǎn)或偏軸擺動。
小行星翻滾現(xiàn)象是我們今天已經(jīng)可以觀察到這一過程的一種方式。但是隨著太陽的發(fā)展,這種影響將變得更加明顯。
當像太陽這樣的主要序列恒星到達它們的老年階段時,它們隨著膨脹而進入所謂的巨型分支階段,變得非常大而且非常明亮。這個階段只持續(xù)了幾百萬年-哇!-它們彈出外層物質(zhì)并坍塌成一顆密集的死星,稱為白矮星。
對于太陽,該過程將在大約5或60億年內(nèi)完成(在日歷中標記出來)。
華威大學的天體物理學家迪米特里·維拉斯(Dimitri Veras)解釋說:“當一顆典型的恒星到達巨大的分支階段時,其發(fā)光度最大可達我們太陽的發(fā)光度的1,000到10,000倍。”
“然后,恒星很快收縮成地球大小的白矮星,其光度下降到低于我們太陽的水平。因此,在巨大的分支階段,YORP效應非常重要,但在恒星變成恒星后幾乎不存在白矮星。”
由于最初增加了光度,因此YORP效果也會提高。而且大多數(shù)小行星不是密集的巖石塊。它們是松散的鵝絨狀,低密度的團簇,上面布滿空腔,被稱為“瓦礫堆”。
根據(jù)該團隊的計算機建模,YORP效應會使大多數(shù)大于200米(約660英尺)的小行星旋轉(zhuǎn),足以使其破裂并瓦解。
這種分解不會發(fā)生在具有更高結構完整性的物體上,例如矮行星(因此冥王星是安全的!)。但是小行星帶的命運不同。
“對于一個太陽質(zhì)量的AGB星-喜歡什么我們的太陽會變成-即使外小行星帶類似物將被有效破壞,”Veras說。
“這些系統(tǒng)中的YORP效應非常猛烈,作用迅速,大約一百萬年。我們自己的小行星帶不僅會被破壞,而且會迅速猛烈地完成。而且完全是由于太陽的照射。”
證明這一點的不僅僅是計算機建模。我們對白矮星的觀察也表明了這一點。
超過四分之一的白矮星在其光譜中有來自小行星內(nèi)膽的金屬證據(jù)。這些白矮星光譜中的小行星信號是一個謎,至今仍在爭論中。
YORP效應可以解釋小行星金屬是如何到達那里的。當小行星崩潰時,它們在白矮星周圍形成了小行星塵埃盤,其中一些被吸引到死星中。
韋拉斯說:“這些結果有助于在巨型分支和白矮星行星系??統(tǒng)中找到碎片場,這對于確定白矮星如何受到污染至關重要。”
“我們需要等到恒星變成白矮星時才知道碎片在哪里,以了解圓盤是如何形成的。因此,YORP效應提供了確定碎片起源的重要背景。”