Het lot van de verre objecten van ons planetenstelsel.

[tempelier]

Las onlangs dat er een planeet is gevonden die het einde van de ster waar ze omheen cirkelt heeft overleeft.
Ik vroeg me af wat er gebeurd met de verre objecten zoals de Oort-wolk als onze zon aan het einde begint op te zwellen.
 
Die objecten zijn heel ver weg, maar komen ze er zonder (veel) kleerscheuren van af?

[mathfreak]

Heb je misschien een link naar dat artikel?

[tempelier]

https://nos.nl/artikel/2279066-voor-het-eerst-vastgesteld-planeet-die-de-dood-van-een-ster-overleefde.html

[Bladerunner]

Als onze zon een rode reus wordt is het aannemelijk dat de binnenste planeten (dus vanaf Mercurius tot aan Mars) er door beïnvloed worden. In het ergste geval worden ze verkoold en/of uit hun baan geslingerd om vervolgens in een nieuwe verder weg gelegen baan te stabiliseren. Vervolgens veranderd miljoenen jaren later de rode reus dus na een explosie in een witte dwerg ster.
Maar zoals dit artikel laat zien hoeven ze dus niet volledig te worden vernietigd al denkt men wel dat wat we hier zien de kern van de planeet is en niet de volledige oorspronkelijke planeet.
 
Verder weg gelegen objecten zoals Jupiter zullen minder last krijgen al is het wel aannemelijk dat onze gasreuzen zoals Jupiter een deel van hun 'atmosfeer' kwijt zullen raken en dus kleiner worden. Dat levert minder zwaartekracht op en mogelijk blijft uiteindelijk alleen de kern van Jupiter over net als dat Mars zijn atmosfeer nu al heeft verloren door o.a. de zonnewind die in het rode reus stadium aanzienlijk toeneemt. Ook de banen van deze gas planeten zullen veranderen.
Voorbij Pluto zullen de effecten nog minder zijn al is het wel zo dat de in de oort-wolk aanwezige objecten iets andere banen zullen krijgen door de grotere veranderingen in de rest van het zonnestelsel.
 
Onze zon wordt echter geen supernova maar een planetaire nevel ster en dat is een veel minder catastrofale explosie dan een supernova. Een planetaire nevel (zo genoemd omdat het uiterlijk door vroege telescopen er planeet-achtig uit zag) bestaat dus uit een witte dwerg ster met daar om heen de overblijfselen van de oorspronkelijke rode reus en die overblijfselen bestaan dus uit een vrij ijle gaswolk die het licht van de toch al zwakke dwergster iets verduisterd zodat de buitengebieden in ons zonnestelsel nauwelijks warmte of straling ontvangen. (Nog minder dus dan ze nu al doen) Alles wat dus over is gebleven is ingebed in een nevel.
En die nevel wordt door de hete dwergster verhit tot 10.000 K in de buitengebieden en 25.000 K in het centrum. Dus de kans op leven na zo'n explosie is eigenlijk nul.
 
Voorbij de baan van Pluto zal die nevel te ijl zijn om veranderingen van betekenis te veroorzaken. (Afgezien van de temperatuur). Planetaire nevels zijn ruwweg 1 lichtjaar in diameter (±1600 maal verder dan Pluto) en bevatten 10 tot 10.000 deeltjes per cm³. (Ter vergelijking: de aardse atmosfeer heeft 10¹⁹ deeltjes per cm³.)

[Benm]

Het zou natuurlijk wel kunnen dat na zo'n explosie iets een zwieper krijgt door een baanverandering die langs een buitenplaneet scheert. Als dat voldoende snelheid oplevert om te ontsnappen aan de massa van het restant van de zon dan zou je een 'rogue planet' overhouden, of als het wat lichter is gewoon een losse 'kei' die de interstellaire ruimte in gaat. 
 
Of dat vaak gebeurt is niet echt bekend, zoiets is natuurlijk lastig waar te nemen, zeker als je niet weet waar je moet zoeken. 

[die hanze]

Ik denk dat de oortwolk gewoon tijdelijk een heldere zon gaat zien en een sterke toename in de zonnewind die daar nu heel zwak is. Qua gravitatie is er toch geen verschil? Het gravitatie veld dat een bol creëert is buiten de bol toch onafhankelijk van de straal? Zaosl eerder gezegd, de zon gaat geen supernova worden. Merk ook op dat mensen/ecosystemen heel gevoelig zijn aan het stralings vermogen dat de zon uitzend maar een steen wordt gewoon wat warmer en zend zelf meer licht op een langere golflengte. Hangt allemaal af van afstanden en de licht flux natuurlijk maar het verbaast me niet dat de meeste planeten het einde van hun ster wel min of meer overleven.

[Bladerunner]

"Qua gravitatie is er toch geen verschil?"
 
Onze zon heeft nu een massa van haast 2 x 10³⁰ kg. Het grootste deel van die massa zit in de kern. Nadat de rode reuze zon veranderd is in een hete witte dwerg (wat dus feitelijk de kern is van de voormalige rode reus) heeft deze dwerg iets minder massa (en dus minder aantrekkingskracht) omdat de buitenlagen de ruimte in zijn geschoten.
 
Jupiter en de andere gas reuzen zijn wat homogener dan de structuur van een rode reus dus dat betekent dat de massa verdeling wat gelijkmatiger is. Als b.v. Jupiter tijdens het rode reus stadium een sterke zonnewind te verduren krijgt verliest het dus een deel van zijn buitenlagen en dat heeft een groter effect op de massa die overblijft dan bij de zon het geval is van reus naar dwerg.
 
Dus de massa verdeling en daarmee gravitatie effecten in het zonnestelsel gaat wel veranderen.

[Michel Uphoff]

BenM:

iets een zwieper krijgt door een baanverandering

dan zou je een 'rogue planet' overhouden

Of dat vaak gebeurt is niet echt bekend

Tempelier:

Ik vroeg me af wat er gebeurd met de verre objecten zoals de Oort-wolk

 

Belangrijk is in te zien dat de Zon tot wel de helft van haar massa kan kwijt raken als ze haar buitenste lagen het heelal in blaast. Zou de massa-afname zeer geleidelijk zijn, dan zullen de omloopbanen van de planeten al spiraliserend langzaam wijder worden, tot ongeveer de dubbele afstand van de huidige-. (Even aannemend, dat tegen de nova fase van de Zon de planeten nog in de huidige banen draaien, wat geenszins zeker is). Is de massa-afname meer abrupt (een fors deel van de schil en dus massa passeert de planeten in vrij korte tijd), dan kunnen er planeten uit het zonnestelsel zwiepen.

 

Er is weinig bekend over dit soort sterloze nomadenplaneten, maar het zou heel goed om enorme aantallen kunnen gaan. De schattingen lopen uiteen van 1 nomadenplaneet per ster tot maar liefst 100.000. Lang niet al deze planeten zijn uit een omloopbaan rond hun moederster geslingerd. Velen zijn nooit planeten geweest, het zijn mislukte sterren, te klein om kernfusie tot stand te brengen.

 

Wat betreft de objecten ver weg van de Zon: Omdat de Zon in het rode reus stadium veel meer energie uitstraalt, zal de Aarde verschroeien (en het wellicht nèt overleven, zie hier) en de buitendelen van het zonnestelsel zullen zoveel warmer worden dat er vloeibaar water zou kunnen zijn. Tot in de baan van Pluto toe, die dan ook deels zou verdampen want een flink deel van de planeet bestaat uit bevroren methaan en stikstof, en dat geldt voor zover bekend voor de meeste Kuipergordel objecten. Hun gravitatie is bij lange na niet voldoende om die damp vast te houden.

 

De Oortwolk ligt echter enorm veel verder weg, meer dan duizend tot misschien wel 100.000 keer zo ver als de Kuipergordel. Daar zal de temperatuur niet aanmerkelijk stijgen. Wel zal uiteindelijk door het massaverlies van de moederster de baan van veel kometen zo veranderen dat ze losslaan van de Zon die hun toch al nauwelijks in een zwaartekrachtsgreep had, en mogelijk ingevangen worden door buursterren of solitair door de Melkweg gaan reizen. Overigens is de Oortwolk nog steeds hypothetisch.

[Benm]

Er is weinig bekend over dit soort sterloze nomadenplaneten, maar het zou heel goed om enorme aantallen kunnen gaan. De schattingen lopen uiteen van 1 nomadenplaneet per ster tot maar liefst 100.000. Lang niet al deze planeten zijn uit een omloopbaan rond hun moederster geslingerd. Velen zijn nooit planeten geweest, het zijn mislukte sterren, te klein om kernfusie tot stand te brengen.

 
Dat is inderdaad wel een belangrijk verschil. Iets als jupiter noemen we een planeet, maar eigenlijk is het gewoon een te kleine ster die qua samenstelling niet uit zware elementen bestaat. Dat soort objecten zullen er ongetwijfeld veel zijn, vast in de orde van het aantal sterren die wel fusie produceren en wellicht aanmerkelijk meer - ze zijn lastig waarneembaar natuurlijk. 
 
Rotsachtige vrije planeten zijn wat dat betreft interessanter, die moeten ergens gevormd zijn als onderdeel van een stelsel, en vervolgens op de een of andere manier ontsnapt zijn. Daar zouden best formaat-aarde planeten tussen kunnen zitten - niet dat het waarschijnlijk is dat de aarde eruit geslingerd wordt, maar ik kan me voorstellen dat er stelsel zijn waarbij dat wel mogelijk is. 
 
Zoiets zou ook nog een maan kunnen zijn. In het zonnestelsel hebben we dingen als Ganymede, een maan van jupiter die op zichzelf een planeet zou zijn (zwaarder dan mercurius) als ze in de baan om de zon ging ipv om jupiter. 

[Bladerunner]

Jupiter wordt geclassificeerd als een gas reus. Een onderverdeling van de groep der planeten. De samenstelling echter lijkt op die van een ster (vanwege het gas dus eigenlijk) en zou een rotsachtige kern hebben bestaande uit verschillende elementen. Daaromheen bevindt zich vloeibare waterstof en wat helium. Precies dat waaruit een lichte ster bestaat.
 
En hoewel de grenzen vrij vaag zijn denkt men dat als Jupiter 13 tot 80 maal zwaarder zou zijn het een bruine dwerg zou zijn geworden die het grijze gebied opvult tussen gas reuzen en de lichtste sterren.
Aan de lage kant van dit bereik zitten de 'rogue planets', sterloze planeten die zelf net geen ster werden en aan de hoge kant zitten de kleine rode dwergsterren.
 
Er is nog niet veel bekend van de kern van Jupiter maar men denkt dat de temperatuur rond de 36.000 K zit bij een druk van 4000 GPa. Ter vergelijking: De kern van onze zon heeft een temperatuur van ±15 miljoen en een druk van 26,5 PPa
Jupiter zit dus heel ver van wat nodig is voor kernfusie en dus een ster.

[Benm]

Jupiter is inderdaad veel de klein om een ster te worden, maar iets dan 10 of 100 groter is gaat een beetje in die richting. 
 
Wellicht is het vooral een definitiekwestie: om als ster aangemerkt te worden is fusie nodig. Als jupiter 100 zwaarder zou zijn geweest was ons stelsel wellicht een binair systeem geweest, al zou di extra massa ook compleet andere banen opleveren voor de overige planeten. 

[Bladerunner]

De eerste fase van ster-evolutie is een proto ster. Als de massa van de samentrekkende gaswolk waaruit uiteindelijk een ster ontstaat groot genoeg is begint de proto ster d.m.v. contractie heter te worden en straalt al reeds licht uit (voornamelijk IR).
Zodra de druk en temperatuur hoog genoeg wordt voor fusie hebben we een 'echte' ster. Maar vlak voordat dus gebeurt spreken we al over een proto ster.
Dus hoewel we eerst fusie moeten hebben willen we een echte ster bedoelen beschouwen we het vlak vóór het begin van die fusie ook al als een ster, een soort 'embryo' als het ware.

[Benm]

Dat wel, maar dan weet je op dat punt toch al dat er genoeg massa is om uiteindelijk een ster met actieve fusie te worden, net als we weten dat jupiter daar veel te licht voor is, ondanks dat de samenstelling wel in orde is?
 
Laat onverlet dat het  interessant is om te kijken naar hoeveel dergelijke lichamen er eigenlijk rondwaren - te licht om een echte ster te worden, maar bij gebrek aan een ster om omheen te draaien ook niet echt een planeet zijn. Uiteraard zijn ze bij gebrek aan energieproductie vrijwel onzichtbaar van enige afstand, maar veel meer valt er wellicht ook niet over te zeggen. 
 
Dat er niet idioot veel van zijn valt te stellen door gebrek aan waarneming in onze directe omgeving, al is dat natuurlijk wel heel beperkt gezien onze waarneming nog maar van korte duur zijn. Als er nu iets formaat jupiter langs komt vliegen kunnen we dat vast wel meten, en wellicht zou het al een paar duizend jaar waarneembaar zijn door de invloed op banen van planeten etc. 
 
Maar als het een miljoen jaar geleden was - een miniem beetje tijd op astrologische schaal - zouden we daar dan nog iets van terugzien?

[Bladerunner]

 

(Even aannemend, dat tegen de nova fase van de Zon ...

Zoals gezegd, de Zon wordt geen supernova, maar óók geen nova. Dat is een heel andere klasse van sterren. Nova's zijn nauwe dubbelsterren waarbij er sprake is van massa uitwisseling. Daardoor wordt één van de twee sterren onstabiel en blaast op een gegeven moment zijn overtollige massa de ruimte in waardoor het lijkt alsof er een 'nieuwe' ster is ontstaan.
 
Als een enkele rode reus dat doet komt het doordat de kern uit inerte zuurstof of koolstof bestaat (het zwaarste element dat onze zon als rode reus kan produceren) terwijl de lagen eromheen nog uit lichtere fusie bestaat waardoor er een ernstige onbalans ontstaat en de buitenlaag weggeblazen wordt. Wat er overblijft is een witte dwerg. Dit moment in het leven van een zon achtige ster heeft geen benaming maar het eindresultaat noemen we (hoewel onjuist) een planetaire nevel.

[Michel Uphoff]

Nova betekent los van de achterliggende fysica nieuwe heldere ster. Maar ik had het woord novafase niet moeten gebruiken, dat is verwarrend.
Bedoeld werd de sterke helderheidstoename van de Zon als zij over gaat tot het rode reus stadium.