Деякі планети можуть пережити смерть своїх зірок

Невеличкі, міцні планети, наповнені щільними елементами, мають більше шансів уникнути розчавлення і поглинення під час смерті своєї зірки-господаря.

Про це говориться в новому дослідженні Університету Уорвіка, повідомляють в Королівському астрономічному товаристві (Великобританія).

Астрофізики змоделювали шанси різних планет бути знищеними приливними силами, коли їх зірка-господар стає білим карликом, і визначили найбільш значимі фактори, які вирішують, чи уникатимуть вони руйнування.

Їх «посібник з виживання» для екзопланет може допомогти астрономам знайти потенційні екзопланети навколо зірок-білих карликів, так як для їх пошуків розробляється нове покоління ще більш потужних телескопів.

Більшість зірок, таких як наше Сонце, зрештою вичерпають своє паливо, стиснуться і стануть білими карликами. Деякі орбітальні тіла, які не були зруйновані у вихорі, що виникає, коли зірка викидає свої зовнішні шари, будуть піддані зсуву приливних сил, коли зірка колапсує і стає надщільною. Гравітаційні сили, що діють на будь-які орбітальні планети, були б інтенсивними і потенційно могли б перетягнути їх на нові орбіти, навіть виштовхнувши деякі далі в їх сонячних системах.

Моделюючи вплив зміни гравітації білого карлика на орбіту скелястих тіл, дослідники визначили найбільш вірогідні фактори, які змусять планету рухатися в межах «радіуса руйнування» зірки; відстань від зірки, де об'єкт, що утримується разом лише власною силою тяжіння, розпадається через приливні сили. У межах радіусу руйнування утвориться диск з уламків зі зруйнованих планет.

Хоча виживання планети залежить від багатьох факторів, моделі показують, що чим масивніша планета, тим більше ймовірність її знищення приливними взаємодіями.

Але руйнування не лише ґрунтується на масі, але й частково залежить від в'язкості, міри стійкості до деформації: екзо-Землі з низькою в’язкістю легко проковтуються зіркою, навіть якщо вони знаходяться на відстані, яка в 5 разів перевищує відстань між центром білого карлика і його радіусом руйнування. Місяць Сатурна Енцелад, який часто називають «брудним сніжним комом», є наглядним прикладом однорідної планети з дуже низькою в'язкостю.

Планети з високою в’язкістю добре проковтуються, тільки якщо вони перебувають на відстанях, які вдвічі перевищують відстань між центром білого карлика і його радіусом руйнування. Ці планети можуть складатися з щільного ядра з більш тяжких елементів, схожим за складом на планету з «тяжкого металу», виявленою недавно іншою групою астрономів Університету Уорвіка. Ця планета уникла поглинання тому, що вона мала, як астероїд.

Доктор Димітрій Верас із фізичного факультету Університету Уорвіка зазначив, що такий тип моделювання, використаний у дослідженні, матиме більшу актуальність у наступні роки, коли, ймовірно, будуть виявлені додаткові скелясті тіла поблизу білих карликів.

«Наше дослідження, хоча і є витонченим у кількох аспектах, розглядає тільки однорідні скельні планети, які мають послідовний склад по всій своїй структурі. Багатошарова планета, подібна Землі, була б значно складнішою для розрахунків, але ми також вивчаємо можливість зробити те саме», - додав він.

Відстань від зірки, як і маса планети, має міцну кореляцію між виживанням і поглиненням. Завжди буде наявною безпечна відстань від зірки, і ця безпечна відстань залежить від багатьох параметрів. Загалом, скалиста однорідна планета, яка знаходиться на такій відстані від білого карлика, що приблизно менша однієї третини відстані між Меркурієм і Сонцем, гарантовано уникне поглинання від приливних сил.

Доктор Верас сказав: «Наше дослідження спонукає астрономів шукати скелясті планети, близькі до радіусу руйнування білого карлика, але тільки за його межами. Наразі спостереження зосереджені на цій внутрішній області, але наше дослідження показує, що скелясті планети можуть пережити приливні взаємодії з білим карликом таким чином, що їх виштовхає назовні».

Він додав: «Астрономи також мають шукати геометричні підписи у відомих сміттєвих дисках. Ці підписи можуть бути результатом гравітаційних збурень з планети, яка знаходиться за межами радіуса руйнування. У цих випадках диски були б утворені раніше, шляхом дробленням астероїдів, які періодично наближаються і входять в радіус руйнування білого карлика».

Читайте ще цікаві новини про космос.