Некоторые планеты могут пережить смерть своих звезд

Небольшие, крепкие планеты, заполненные плотными элементами, имеют больше шансов избежать раздавливания и поглощения при смерти своей звезды-хозяина.

Об этом говорится в новом исследовании Университета Уорвика, сообщают в Королевском астрономическом обществе (Великобритания).

Астрофизики смоделировали шансы разных планет быть уничтоженными приливными силами, когда их звезда-хозяин становится белым карликом, и определили наиболее значимые факторы, решающие, избегут ли они разрушения.

Их «руководство по выживанию» для экзопланет может помочь астрономам найти потенциальные экзопланеты вокруг звезд-белых карликов, так как для их поисков разрабатывается новое поколение еще более мощных телескопов.

Большинство звезд, таких как наше Солнце, наконец исчерпают свое топливо, сожмутся и станут белыми карликами. Некоторые орбитальные тела, которые не были разрушены в вихре, возникшем, когда звезда выбрасывает свои внешние слои, будут подвергнуты смещению приливных сил, когда звезда коллапсирует и становится сверхплотной. Гравитационные силы, действующие на любые орбитальные планеты, были бы интенсивными и потенциально могли бы перетащить их на новые орбиты, даже вытолкнув некоторые дальше в их солнечных системах.

Моделируя влияние изменения гравитации белого карлика на орбиту скалистых тел, исследователи определили наиболее вероятные факторы, которые заставят планету двигаться в рамках «радиуса разрушения» звезды; расстояние от звезды, где объект удерживается вместе только собственной силой тяжести, распадается из-за приливных сил. В пределах радиуса разрушения образуется диск из обломков из разрушенных планет.

Хотя выживание планеты зависит от многих факторов, модели показывают, что чем массивнее планета, тем больше вероятность ее уничтожения приливными взаимодействиями.

Но разрушение не только основывается на массе, но и частично зависит от вязкости, меры устойчивости к деформации: экзо-Земли с низкой вязкостью легко проглатываются звездой, даже если они находятся на расстоянии, в 5 раз превышающей расстояние между центром белого карлика и его радиусом разрушения. Луна Сатурна Энцелад, который часто называют «грязным снежным комом», является наглядным примером однородной планеты с очень низкой вязкостю.

Планеты с высокой вязкостью хорошо проглатываются, только если они находятся на расстояниях, которые вдвое превышают расстояние между центром белого карлика и его радиусом разрушения. Эти планеты могут состоять из плотного ядра с более тяжелых элементов, похожим по составу на планету из «тяжелого металла», обнаруженную недавно другой группой астрономов Университета Уорвика. Эта планета избежала поглощения потому, что она мала, как астероид.

Доктор Димитрий Верас из физического факультета Университета Уорвика отметил, что такой тип моделирования, использованный в исследовании, будет иметь большую актуальность в последующие годы, когда, вероятно, будут выявлены дополнительные скалистые тела вблизи белых карликов.

«Наше исследование, хотя и является изящным в нескольких аспектах, рассматривает только однородные скальные планеты, имеющие последовательный состав по всей своей структуре. Многослойная планета, подобная Земле, была бы значительно сложнее для расчетов, но мы также изучаем возможность сделать то же самое», - добавил он.

Расстояние от звезды, как и масса планеты, имеет мощную корреляцию между выживанием и поглощением. Всегда будет существовать безопасное расстояние от звезды, и это безопасное расстояние зависит от многих параметров. В общем, скалистая однородная планета, которая находится на таком расстоянии от белого карлика, что примерно меньше одной трети расстояния между Меркурием и Солнцем, гарантированно избежит поглощения от приливных сил.

Доктор Верас сказал: «Наше исследование побуждает астрономов искать скалистые планеты, близкие к радиусу разрушения белого карлика, но только за его пределами. Сейчас наблюдения сосредоточены на этой внутренней области, но наше исследование показывает, что скалистые планеты могут пережить приливные взаимодействия с белым карликом таким образом, что их вытолкает наружу».

Он добавил: «Астрономы также должны искать геометрические подписи в известных мусорных дисках. Эти подписи могут быть результатом гравитационных возмущений от планеты, которая находится за пределами радиуса разрушения. В этих случаях диски были бы образованы ранее, путем дробления астероидов, которые периодически приближаются и входят в радиус разрушения белого карлика».

Читайте еще интересные новости о космосе.