Звездная смерть сыграет в подлый пинбол с ее ритмичными планетами

Четыре планеты, заблокированные в идеальном ритме вокруг близлежащей звезды, обречены быть сыгранными в пинбол по своей звездной системе, когда их солнце в конце концов умрет.

Об этом говорится в новом исследовании, которое заглядывает в будущее звезды, рассказывают в Экстерском университете (Англия).

Астрономы смоделировали, как изменение гравитационных сил в системе в результате преобразования звезды в белый карлик приведет к тому, что ее планеты вылетят со своих орбит и будут отскакивать друг от друга под действием гравитации, как шары, отскакивающие от бампера в игре в пинбол.

В этом процессе они столкнут остатки, находящиеся рядом, на свое умирающее солнце, предлагая ученым новое представление о том, как эволюционировали белые карлики с загрязненной атмосферой, которых мы видим сегодня.

Выводы астрономов из Экстерского университета и Университета Уорика опубликованы в "Ежемесячных сообщениях Королевского астрономического общества".

Система HR 8799 находится на расстоянии 135 световых лет от нас и состоит из звезды типа А в возрасте 30-40 миллионов лет и четырех необычно массивных планет, каждая в пять раз превышает массу Юпитера, которые вращаюются очень близко друг от друга. Система также содержит два остаточных диска – внутри орбиты самой внутренней планеты и за внешней.

Недавнее исследование показало, что четыре планеты заблокированы в идеальном ритме, в котором каждая из них выполняет двойной от своего соседа проход по орбите: это означает, что пока дальняя совершает один оборот вокруг звезды, то следующая - два, еще следующая - четыре, а ближайшая - восемь .

Команда из Эксетера и Уорика решила узнать окончательную судьбу системы, создав модель, которая позволила им играть в "планетарный пинбол" с планетами, исследуя, что может привести к дестабилизации идеального ритма.

Они определили, что резонанс, который блокирует четыре планеты, скорее всего будет сохраняться в течение следующих 3 миллиардов лет, несмотря на действие галактических приливных сил и близких пролетов других звезд. Однако он всегда разрушается, когда звезда переходит в фазу, в которой становится красным гигантом, когда она увеличится до нескольких сотен раз от своего текущего размера, и выбросит почти половину своей массы, превратившись в белый карлик.

После этого начнется планетарный пинбол и планеты станут чрезвычайно хаотичной системой, где их движения будут очень неопределенными. Даже изменение положения планеты на сантиметр в начале процесса может кардинально изменить результат.

Соавтор работы, профессор Саша Хинкли из Экстерского университета сказал: "Система HR 8799 стала культовой для екзопланетарной науки с момента ее открытия почти 13 лет назад, и поэтому очень интересно заглянуть в ее будущее и наблюдать, как она развивается из гармоничной коллекции планет на хаотическое зрелище".

Ведущий автор работы, доктор Димитрий Верас из факультета физики Университета Уорика сказал: "Планеты будут гравитационно разлетаться друг от друга. В одном случае, самая глубокая планета может быть выброшена из системы. Или, в противном случае, третья планета будет выброшена. Или вторая и четвертая планеты могут поменяться местами. Любая комбинация возможна только при небольших изменениях".

"Они такие большие и такие близкие друг к другу. Единственное, что держит их в этом идеальном ритме сейчас, это расположение их орбит. Все четверо соединены в этой цепи. Как только звезда потеряет массу, они отклонятся от своего местоположения, затем две из них разлетятся друг от друга, вызывая цепную реакцию всех четырех".

Не учитывая четкость движений планет, одно, в чем уверена команда, это то, что планеты будут двигаться достаточно активно, чтобы вытеснить материал из остаточных дисков системы в атмосферу звезды. Именно этот тип остатков астрономы анализируют сегодня, чтобы выяснить историю других систем с белыми карликами.

Доктор Верас добавляет: "Эти планеты движутся вокруг белого карлика в различных местоположениях и могут легко толкнуть все остатки к белому карлику, загрязняя его".

"Планетарная система HR 8799 представляет собой предвестник загрязненных систем с белыми карликами, которые мы видим сегодня. Это демонстрация ценности вычисления судеб планетарных систем, а не просто наблюдение за их формированием".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.