新しい天文学「死の惑星学」ってなに?

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Credit:NASA / JPL-Caltech
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  • 白色矮星「WD 1145+017」をもとに、新しい天文学「死の惑星学」が構築された
  • 死の惑星学に基づくシミュレーションによって、白色矮星周辺の惑星がたどるプロセスが明らかになった

人間や生物にいずれ死が訪れるように、宇宙の天体にも同様の死があります。

生物の死は極めて静的で周囲に影響を及ぼすことがありませんが、天体の死は周囲に大きな影響を与えます。

死んだ恒星(死の過程にある恒星)には重力や熱が残っているので、その影響により周囲の天体に自身の周りを周回させたり、破壊したりします。

2015年、天文学者たちは死んだ恒星「WD 1145+017」を発見しました。

「WD 1145+017」は天文学者たちの研究対象となっており、「天体の死と周囲への影響」を学ぶための新しい分野「死の惑星学(ネクロプラネトロジー:necroplanetology)」を構築しました。

そして、英国ウォーリック大学の天文学者であるディミトリ・ベラス氏ら研究グループによって「WD 1145+017」が死ぬ過程におけるシミュレーションが発表されました。

研究の詳細は、「The Astrophysical Journal」に受理され、「arXiv 」で公開されています。

Necroplanetology: Simulating the Tidal Disruption of Differentiated Planetary Material Orbiting WD 1145+017
https://arxiv.org/abs/2003.08410

WD 1145+017の発見

Credit:AB-NEWS

「WD 1145+017」は2015年に発見された白色矮星です。

白色矮星とは、太陽のような恒星が死の過程で到達する形態の1つです。

白色矮星になると地球と同じ大きさにまで縮小するのですが、太陽の半分ほどの質量を保っています。そのため、「白色惑星のスプーンひとさじの重さは車1台に相当する」とも言われています。

また、恒星は死んだ後も熱を保持しており、表面積が小さい分、生きているときよりも高い表面温度になります。

発見された白色矮星「WD 1145+017」は、独特の減光パターンを持っており、4.5時間~5時間おきに明るくなったり暗くなったりしていました。

さらに、「WD 1145+017」はその重力によって、自身の周りを周回する惑星を粉砕し、欠片を取り込んでいました。この様子から「ゾンビ星」とも言われています。

ネクロプラネトロジーによるシミュレーション

Credit:NASA

未だに、白色矮星と周囲の惑星に関するたくさんの謎が残っています。

例えば、白色矮星に至る過程で、一連の激しい熱核爆発が起こりますが、通常、その爆発によって周囲の惑星は崩壊してしまうはずです。

しかし、ある惑星はなぜかその過程を生き残り、白色矮星の周囲を周回しています

研究者たちはこの謎を解明するために、実際に「死んだ天体」である「WD 1145+017」の振る舞いを研究しました。

このように、天文学の中でも、特に「死んだ天体」について研究する分野は、近年、新しく「死の惑星学(ネクロプラネトロジー:necroplanetology)」と呼ばれるようになりました。

そして、謎を解明するために研究者たちが取った方法が、「WD 1145+017シミュレーション」です。

これは、観測した情報から、仮想現実にWD 1145+017をつくりだし、白色矮星に至る過程をシミュレーションするというものです。

更に、シミュレーション内では、コアとマントルの大きさ、マントルの組成、地殻の有無などが調整された36種類の疑似天体も作成されました。

そして、これらを「WD 1145+017」のような恒星の周りを周回するように設定し、そのプロセスを観測したのです。

Credit:americaspace

シミュレーションの結果、現在の「WD 1145+017」で観測されているものを生成する可能性が高いのは、「小さなコアと低密度のマントルを持っている天体」だと判明しました。

この天体は比較的質量が小さく、しばらくの間は構造を維持でき、マントルは破壊されてしまうほどの密度になっています。

これらの特徴は、実際に観測できるWD 1145+017と周囲の状態と一致しています。

ネクロプラネトロジーによるシミュレーションによって、どんな惑星が恒星の熱核爆発を生き残るか判明したのです。

これによって、現在、WD 1145+017周辺にある惑星がどのような星だったかを知ることができます。

また、今回のシミュレーションで明らかになった点は、他の神秘的な星の謎を解く手がかりともなります。

今後、さらなるネクロプラネトロジーによるシミュレーションによって、生と死の影響が混在した現在の宇宙の仕組みが解明されていくでしょう。

宇宙には予想外の「匂い」が漂っている

reference: sciencealert / written by ナゾロジー編集部
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