Der Einschlag des Weißen Zwergs auf umlaufende Körper

Ich denke, Aabaakawads Link gibt eine vollständige Antwort, aber um eine Astronomie für Dummies zu beantworten, gibt es nichts an einem Weißen Zwerg, der zumindest nicht direkt dazu führt, dass die Umlaufbahn eines Planeten zerfällt. Ihr Artikel (ich habe unter der Überschrift ein Zitat gezogen):

Langsam zerfällt das Objekt und hinterlässt eine Metallschicht auf der Oberfläche des Sterns.

Das bezieht sich nur auf diese spezielle Situation und es gibt einen Unterschied zwischen Zerfall und Zerfall. Dieser Planetoid ist dem Weißen Zwerg enorm nahe. So nah, dass das, was wir als normale Weiße-Zwerge/Planeten-Dynamik (sehr kalt) betrachten, nicht mehr zutrifft. Dieser Planetoid wird langsam verdampft.

Betrachtet man die Umlaufzeit von 4,5 Stunden (ca. 1948 Umlaufzeiten in 365,25 Tagen). Das Verhältnis von Umlaufbahnabstand zu Umlaufbahnverhältnis ist exponentiell zur Potenz von 2/3 (dies variiert ein wenig aufgrund der Exzentrizität, ist aber im Allgemeinen korrekt), sodass eine 1948-mal schnellere Umlaufzeit etwa 156-mal näher bedeutet und den Weißen Zwerg gleich macht Masse zu unserer Sonne, das bringt den Planetoiden auf etwas unter 1 Million KM. Wenn dieser Weiße Zwerg leichter als die Sonne ist, müsste der Planetoid noch näher sein. Das liegt nahe an der Roche-Grenze und würde darin liegen, wenn der Planetoid nicht dicht und felsig / metallisch wäre.

Wenn wir schätzen, dass der Weiße Zwerg etwa die Größe der Erde hat, was eine übliche Größe für Weiße Zwerge ist, wäre ein erdgroßes Objekt von 1 Million KM am Himmel größer als die Sonne von der Erde aus erscheint, und vermutlich ziemlich groß etwas heißer als die Oberfläche unserer Sonne, also ist dies aus der Perspektive des Planetoiden kein winziger weißer Zwerg am Himmel. Es ist ein lodernder Sonnenofen, so heiß, dass es metallisches Gas und Staub von der Oberfläche des Planeten verdampft.

Der Artikel erwähnt dies (Ende von Seite 3), dass der Poynting-Robertson-Widerstand hier und hier zu sehen ist , und dass dies ein Faktor für jeden Orbitalzerfall in diesem Szenario sein könnte. Aus dem Artikel geht klar hervor, dass es bei diesem Effekt eine Menge Unsicherheit gibt und dass dies nur winzige Partikel betrifft, aber genügend kleine Partikel könnten im Laufe der Zeit einen Luftwiderstand erzeugen. . . . (vielleicht). Das allgemeine Szenario mit dieser Umlaufbahn ist ein versengter Planet, der infolgedessen Material verliert. Es ist wahrscheinlich die sehr hohe Hitze, die den Zerfall der Umlaufbahn antreibt, nicht die Schwerkraft.

Gravitationszerfall / Orbitalzerfall findet statt, normalerweise viel langsamer. Das ist wahrscheinlich nicht das, was hier passiert.

Es gibt einige interessante Umlaufbahneffekte, die auftreten können, wenn ein Hauptreihenstern zum Roten Zwerg wird und später, wenn er einen planetarischen Nebel erzeugt, eine signifikante Zunahme der Gezeitenkräfte aufgrund der größeren Größe des Sterns im ersten Fall und des erhöhten Luftwiderstands im zweiten Fall, aber bei Im Stadium des Weißen Zwergs gibt es keine signifikanten Zerfallseffekte der Umlaufbahn.

Aktualisieren:

Warum nicht Poynting Robertson Drag und Orbital Decay den Planetoiden beeinflussen, wenn der Weiße Zwerg ein Stern oder sogar ein Roter Riese war? Gibt es "interessante Umlaufbahneffekte", wenn ein Stern einem roten Riesen ausgesetzt ist? Können Sie Ihre Antwort aktualisieren, um die Kräfte und ihre Auswirkungen auf den Planetoiden in jeder Phase des Sterns zusammenzufassen? und was meinst du mit Orbitalzerfall? Hat es etwas mit dem Roche-Limit zu tun.

OK, ich denke, nachdem ich mehr darüber gelesen habe, spielt der Poynting-Robertson-Effekt nur eine Rolle, wenn die umlaufenden Objekte sehr klein sind. Ich habe es oben zweimal verlinkt, aber die einfache Erklärung ist, dass sich Objekte im Orbit bewegen und daher Licht oder Schmutz von der Sonne in einem Winkel auf das sich bewegende Objekt trifft, nicht direkt darauf. Wenn das Objekt klein genug ist, treibt dies mit der Zeit den Staub und vielleicht sandkorngroße Partikel in die Sonne. Dies wirkt sich nicht auf größere Objekte aus und ist daher für Planeten oder Planetoiden nicht wirklich relevant.

Soweit "interessante rote Zwerg"-Effekte. Das hat wirklich mit den Gezeiten zu tun. Am Beispiel Mond/Erde erzeugt der Mond Gezeiten auf der Erde, eine Gezeitenwölbung in Richtung des Mondes, aber da sich die Erde schneller dreht als der Mond umkreist, ist diese Gezeitenwölbung immer vor dem Mond und dies erzeugt einen Gravitationszug am Mond Mond, der es von der Erde wegzieht - sehr langsam.

Dasselbe passiert mit Planeten um Sterne, aber noch langsamer, stellen wir uns vor, es wäre nur die Erde und die Sonne - ein 2-Körper-System (in Wirklichkeit ist es mit mehreren Planeten viel komplizierter), aber nur Erde und Sonne, die Erde erschafft eine Flutwelle auf der Sonne, die Sonne dreht sich vor der Erde, dies bewirkt, dass sich die Erde sehr langsam von der Sonne wegdreht – so langsam, dass es eine Billion Jahre dauern könnte, bis sich die Erde wegdreht.

Wenn die Sonne jetzt zum Roten Riesen wird, hat die Sonne im Wesentlichen die gleiche Masse, aber viel weiter verbreitet und Teile davon, viel näher an der Erde und weniger gravitativ an die Sonne gebunden. Dies erzeugt einen weitaus größeren Gezeitenschlepper. Wenn sich die Sonne ausdehnt, sinkt auch ihre Umlaufgeschwindigkeit, da der Umlaufimpuls erhalten wird. Wenn die Sonne also ein Roter Riese ist, befindet sich die Gezeitenwölbung hinter der Erde, die sie in Richtung Sonne zieht. Aufgrund der Größe und Nähe des Roten Riesensterns zieht dies die verbleibenden nahen Planeten ziemlich schnell in Richtung Sonne, zumindest im Vergleich zu Hauptreihenstufen, die, vorausgesetzt, die Sonne dreht sich schneller als die Planetenumlaufbahn, eine viel kleinere Außenbahn haben Gezeitendruck auf den Planeten.

Und wenn die Sonne in einen planetarischen Nebel übergeht, können alle Trümmer auf der Bahn des Planeten auch dazu führen, dass die Planeten etwas langsamer werden - der genaue Prozess dort ist mir weniger klar, aber im Allgemeinen erzeugt jeder orbitale Trümmer einen Luftwiderstand und kann den eines Planeten verlangsamen Orbit. Dies könnte ein Schlüsselfaktor bei der Bildung von heißen Jupitern sein, da sie sich nicht in der Nähe ihrer Sonne bilden können, aber genügend orbitale Trümmer sie näher an ihre Sonne treiben können. (oder Gravitationswechselwirkungen von Planet zu Planet können dies auch).

Das ist der Kern der Orbitalbeziehung zwischen Sonne und Planet. Wenn die Sonne jung ist, werden Planeten meistens nach außen getrieben, und junge Sonnen können weitaus größere Sonneneruptionen und stärkeren Sonnenwind haben. Wie sehr das die Planeten beeinflusst, bin ich mir nicht sicher.

Während der Hauptreihenphase neigen Sterne dazu, Planeten nach außen zu drücken (es sei denn, sie drehen sich sehr langsam, in diesem Fall wird der Gezeiteneffekt umgekehrt), aber dieser Gezeiteneffekt ist sehr klein und sehr allmählich.

Während des Stadiums des Roten Riesen neigen Sterne dazu, Planeten in Schutzzauber zu ziehen, und ich nehme an, auch während des Stadiums des planetarischen Nebels. Dieser Effekt ist für nähere Planeten größer.

Sie haben auch nach Orbital Decay gefragt - wenn Sie auf den Link klicken, gibt es Beispiele dafür. Das gibt wahrscheinlich eine bessere Erklärung als ich könnte. Im Allgemeinen erfolgt der Zerfall der Umlaufbahn sehr langsam, es sei denn, Sie sprechen von einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch. In diesem Fall können die relativistischen Effekte dazu führen, dass der Zerfall der Umlaufbahn ziemlich schnell erfolgt. Es gibt nichts an einem weißen Zwergstern, der einen schnelleren Zerfall der Umlaufbahn als normal verursachen würde, aber ein weißer Zwergstern würde jegliches Gezeitenwölbungsziehen verlieren, das ein Hauptreihenstern hat, so dass es im Wesentlichen auch keinen Gezeitendruck nach außen geben würde, der theoretisch den Zerfall beschleunigen könnte weil Sie einen kleinen Außendruck verloren haben, aber Sie hätten immer noch Trümmer oder Weltraumstaubwolken, die einen kleinen Innendruck verursachen. (wenn das Sinn macht?)

Das ist jedenfalls meine laienhafte Erklärung.

Nehmen wir an, der Weiße Zwerg hat eine Masse von$0.6 M_{\odot}$(Es gibt wahrscheinlich einen genaueren Wert, aber die meisten Weißen Zwerge liegen nahe daran ...). Bei einer Periode von 4,5 Stunden können wir das dritte Keplersche Gesetz verwenden , vorausgesetzt, die Planetenmasse ist im Vergleich zum Weißen Zwerg vernachlässigbar, um auf einen Umlaufradius von 0,0054 au ($8.1\times 10^{8}$m).

Die Gezeitenkräfte so nahe an einem Weißen Zwerg sind sehr groß. Die Roche-Grenze für den gesamten gezeitenbedingten Zerfall eines Satelliten in synchroner Rotation, der nur durch seine eigene Schwerkraft zusammengehalten wird, ist ungefähr

Daher$d \simeq 6 \times 10^{8}$m und ist dem tatsächlichen Umlaufradius des Planeten sehr ähnlich. dh es wird gezeitenartig zerfallen.

Ich schätze, es wird ein beobachtender Selektionseffekt sein, dass solche Objekte im Gezeitenbruchradius entdeckt werden, denn wenn sie weiter entfernt wären, würden sie sich nicht auflösen und würden nicht entdeckt werden, und wenn sie näher wären, wären sie bereits zerfallen und würden es tun nicht gesehen werden!

BEARBEITEN: Beim Lesen des Papiers behaupten die Autoren, dass diese Objekte sich nicht durch Gezeiten auflösen. Tatsächlich argumentieren sie, dass dies Trümmer von einem felsigen Planeten sein müssen, gerade weil die Dichte groß genug sein muss, um einen gezeitenbedingten Zerfall gemäß der obigen Formel zu vermeiden. Allerdings finde ich die ganze Diskussion ziemlich inkohärent. Sie sprechen speziell von "zerfallenden Planetesimalen" (beachten Sie die Zeitform), die in einem Wind vom Typ Parker aufgrund der Erwärmung durch die Strahlung des Weißen Zwergs verdampft werden. Ich kann nicht sehen, wo sie dann erklären, wie die Planetesimale zerfallen.