像太阳这样的恒星演变成“红巨星”时将变得足够明亮，仅凭光就能将周围小行星“炸”成较小的碎片。红巨星恒星演化阶段结束时发出的电磁辐射，在演变成白矮星之前只持续了几百万年。其强度将足以使遥远的小行星高速旋转，直到它们一次又一次地撕裂自己。因此，我们太阳系的小行星带在数十亿年后也很容易被太阳粉碎，华威大学天文学家的这项新研究发表在《皇家天文学会月刊》上。
研究分析了连续破裂事件的数量以及这种级联发生的速度，一个这样的恒星系统中除了最远或最小的小行星外，所有的小行星都将在相对较短的100万年内解体，留下天文学家可以在死亡的白矮星周围找到和分析的碎片。其中一些碎片可能是“双小行星”的形式，当它们绕太阳运行时，它们围绕着彼此旋转。在像我们太阳这样的主序星燃烧完所有氢燃料后，体积将在“红巨星”阶段变得很多倍大，光度增加一万倍，发出强烈的电磁辐射。
当这种膨胀停止时，恒星就会脱落外层，留下一个被称为白矮星的致密核心。来自恒星的辐射，将被轨道上的小行星吸收，在内部重新分布，然后从不同的位置发射，造成不平衡。这种不平衡产生了一个扭矩效应，它会非常缓慢地使小行星旋转起来，最终达到每2小时一次全转的破碎速度（地球几乎需要24小时才能完成一周的自转）。这种效应被称为YORP效应，以四位科学家(Yarkovsky，O‘Keefe，Radzievskii，Paddack)的名字命名。
因为他们对这一概念做出了贡献，最终，这个力矩会把小行星拉成更小的碎片。然后，这个过程会分几个阶段重复，就像经典街机游戏“小行星”在每次破坏事件后，都会分解成越来越小的小行星一样。科学家们计算出，在大多数情况下，在碎片变得太小而不会受到影响之前，会有十多次“裂变”事件。主要作者、来自华威大学天文学和天体物理学小组的迪米特里·维拉斯博士说：当一颗典型的恒星到达红巨星阶段时，其光度达到太阳光度1000到10000倍的最大值。
然后恒星很快收缩成地球大小的白矮星，亮度下降到低于太阳的水平。因此，YORP效应在巨型分支阶段非常重要，但在恒星变成白矮星后几乎不存在。对于一个太阳质量的红巨星演变，即使是外行星带的类似物也将被有效地摧毁。这些系统中的YORP效应非常猛烈，迅速，大约是一百万年，我们太阳系的小行星带不仅会被摧毁，而且会迅速而猛烈地完成，而且完全是因为我们太阳演变成红巨星后的光。
这些小行星的残骸最终会在白矮星周围形成一个碎片圆盘，该圆盘会被吸进恒星，‘污染它’。天文学家可以从地球探测到这种污染，并对其进行分析以确定其成分。这些结果有助于定位红巨星和白矮星行星系统中的残骸区域，这对确定白矮星是如何受到污染至关重要。需要在恒星变成白矮星时知道残骸在哪里，才能理解圆盘是如何形成的。因此，YORP效应为确定残骸将从哪里产生提供了重要背景。
当太阳在大约60亿年后死亡并耗尽燃料时，它也会脱落外层，坍塌成一颗白矮星。随着它光度的增加，它将以越来越强的辐射“轰炸”小行星带。使小行星受到YORP效应的影响，并将它们分成越来越小的碎片，就像在“小行星”游戏中一样。大多数小行星都是所谓的“碎石堆”，即松散地结合在一起的岩石集合，这意味着它们内部的力很小。然而，较小的小行星具有更大的内部强度，虽然这种效应会相当快地分解较大的物体。
但碎片会在直径约1-100米的物体上稳定下来。一旦“红巨星”阶段开始，这一过程将有增无减，直到达到这一平台期。这种影响随着离恒星距离的增加和小行星内部强度的增加而减弱。YORP效应可以使数百个天文单位外的小行星碎裂，比海王星或冥王星所在的地方要远得多。然而，YORP效应只会影响小行星，比冥王星大的天体可能会逃脱这种命运，因为它们的大小和内部力，除非它们被另一个过程分解，比如与另一个行星的碰撞。
博科园｜研究/来自：华威大学
参考期刊《皇家天文学会月刊》
DOI: 10.1093/mnras/stz3565
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