Зоряна смерть зіграє у підлий пінбол з її ритмічними планетами

Чотири планети, заблоковані в ідеальному ритмі навколо недалекої від нас зірки, приречені бути зіграними у пінбол по своїй зоряній системі, коли їх сонце врешті-решт помре.

Це випливає з нового дослідження, яке заглядає в майбутнє зірки, розповідають в Екстерському університеті (Англія).

Астрономи змоделювали, як зміна гравітаційних сил у системі в результаті перетворення зірки на білий карлик призведе до того, що її планети злетять зі своїх орбіт і будуть відскакувати одна від одної під дією гравітації, як кулі, що відскакують від бампера в грі у пінбол.

У цьому процесі вони зіштовхнуть залишки, що знаходяться поруч, на своє присмертне сонце, пропонуючи вченим нове уявлення про те, як еволюціонували білі карлики із забрудненою атмосферою, яких ми бачимо сьогодні.

Висновки астрономів з Екстерського університету та Університету Уоріка опубліковані в "Щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства".

Система HR 8799 знаходиться на відстані 135 світлових років від нас і складається із зірки типу А, віком 30-40 мільйонів років, та чотирьох незвично масивних планет, кожна уп′ятеро перевищує масу Юпітера, які обертаються дуже близько одна від одної. Система також містить два залишкові диски – всередині орбіти самої внутрішньої планети та поза зовнішньою.

Недавнє дослідження показало, що чотири планети заблоковані в ідеальному ритмі, в якому кожна з них виконує подвійний від свого сусіда прохід по орбіті: отже, поки найдальша здійснює один оберт навколо зірки, то наступна - два, ще наступна - чотири, а найближча - вісім.

Команда з Ексетера та Уоріка вирішила дізнатися остаточну долю системи, створивши модель, яка дозволила їм грати у "планетарний пінбол" з планетами, досліджуючи, що може призвести до дестабілізації ідеального ритму.

Вони визначили, що резонанс, який блокує чотири планети, найімовірніше зберігатиметься протягом наступних 3 мільярдів років, попри дію галактичних припливних сил та близьких прольотів інших зірок. Однак він завжди руйнується, коли зірка переходить у фазу, в якій стає червоним гігантом, коли вона збільшиться до кількох сотень разів від свого теперішнього розміру, і викине майже половину своєї маси, перетворившись на білий карлик.

Після цього почнеться планетарний пінбол і планети стануть надзвичайно хаотичною системою, де їх рухи будуть дуже невизначеними. Навіть зміна положення планети на сантиметр на початку процесу може кардинально змінити результат.

Співавтор роботи, професор Саша Хінклі з Екстерського університету сказав: "Система HR 8799 стала культовою для екзопланетарної науки з моменту її відкриття майже 13 років тому, і з цієї причини дуже цікаво зазирнути в її майбутнє і спостерігати, як вона розвивається з гармонійної колекції планет на хаотичне видовище".

Провідний автор роботи, доктор Димитрій Верас з факультету фізики Університету Уоріка сказав: "Планети будуть гравітаційно розлітатися одна від одної. В одному випадку, найглибша планета може бути викинута із системи. Або, в іншому випадку, третя планета буде викинута. Або друга і четверта планети можуть помінятися місцями. Будь-яка комбінація можлива лише за невеликих змін".

"Вони такі великі й такі близькі одна до одної. Єдине, що тримає їх у цьому ідеальному ритмі зараз, це розташування їх орбіт. Всі четверо з′єднані в цьому ланцюзі. Як тільки зірка втратить масу, вони відхиляться від свого місцеположення, потім дві з них розлетяться одна від одної, викликаючи ланцюгову реакцію серед усіх чотирьох".

Не беручи до уваги чіткість рухів планет, одне, у чому впевнена команда, це те, що планети рухатимуться достатньо активно, щоб витіснити матеріал із залишкових дисків системи до атмосфери зірки. Саме цей тип залишків астрономи аналізують сьогодні, щоб з′ясувати історію інших систем з білими карликами.

Доктор Верас додає: "Ці планети рухаються навколо білого карлика в різних місцеположеннях і можуть легко штовхнути всі залишки до білого карлика, забруднюючи його".

"Планетарна система HR 8799 являє собою передвісник забруднених систем з білими карликами, які ми бачимо сьогодні. Це демонстрація цінності обчислення доль планетарних систем, а не просто спостереження за їх формуванням".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.