Коли такі зірки, як наше Сонце, наближаються до кінця свого життєвого циклу, вони зазнають трансформаційних подорожей, які суттєво впливають на планети, що обертаються навколо них. Нове дослідження, засноване на даних космічного телескопа NASA TESS, надає переконливі докази того, що ці старіючі зірки активно руйнують планети поблизу них – явище, про яке раніше теоретизували, але зараз його безпосередньо спостерігають.
Еволюція зірок та їхніх планет
Зірки проводять більшу частину свого існування в стабільній фазі, відомій як «головна послідовність», де водень перетворюється на гелій в їх ядрах. Однак коли у зірки закінчується водень, вона починає еволюціонувати. Для зірок, подібних за масою до нашого Сонця, цей перехід передбачає розширення до червоного гіганта, фазу, яка характеризується значним збільшенням розміру та охолодженням поверхні. Це розширення становить серйозну загрозу для планет на близьких орбітах, оскільки вони можуть бути поглинені зростаючою зоряною оболонкою.
Пошук зникаючих планет
Астрономи Едвард Браянт і Вінсент Ван Уйленн зосередилися на 22 456 941 зірці, які нещодавно увійшли в постголовну послідовність. Вони використали комп’ютерний алгоритм, щоб проаналізувати ці зірки на невеликі падіння яскравості, які вказують на те, що планета проходить перед зіркою, метод, відомий як метод транзиту. Дослідники спеціально націлилися на планети-гіганти з короткими орбітальними періодами — планети, які обертаються за 12 днів або менше.
Їхній аналіз виявив існування 130 планет і планет-кандидатів, що обертаються навколо цих зірок, включаючи 33 раніше невідомі. Важливо те, що вони виявили, що найближчі планети-гіганти набагато рідше зустрічаються навколо зірок, які розширилися й значно охолонули, щоб стати червоними гігантами, що вказує на те, що багато з них уже знищено.
Руйнівна сила приливних взаємодій
Знищення цих планет, ймовірно, пов’язано з «гравітаційною боротьбою», відомою як приливна взаємодія. У міру того як зірка розвивається і розширюється, сила гравітаційного тяжіння з боку сусідньої планети зростає. Подібно до того, як Місяць впливає на припливи і відпливи на Землі, гравітація планети тягне зірку, а зірка одночасно тягне планету. Ця взаємна гравітація уповільнює орбіту планети та змушує її обертатися по спіралі до зірки. Зрештою, планета або розпадається, або безпосередньо падає на зірку.
«Це є переконливим доказом того, що коли зірки відходять від головної послідовності, вони можуть швидко спричинити обертання та знищення планет», — сказав д-р Брайант, астроном з Університетського коледжу Лондона та Університету Уоріка. Дослідники були здивовані ефективністю, з якою ці зірки, здається, поглинають свої найближчі планети.
Наслідки для нашої сонячної системи
Результати мають ширші наслідки для нашої власної Сонячної системи. Приблизно через п’ять мільярдів років наше Сонце також перетвориться на червоного гіганта. Це дослідження показує, що доля внутрішніх планет, включаючи Землю, далеко не визначена.
«Земля, безперечно, безпечніша за гігантські планети в нашому дослідженні, які набагато ближче до своєї зірки», — пояснює доктор Ван Ейленн. Однак астрономи попереджають, що їхнє дослідження охоплювало лише ранні стадії фази червоного гіганта, яка триває лише один-два мільйони років. «Сонцю ще належить пройти довгий шлях еволюції». Хоча сама Земля може пережити фазу червоного гіганта Сонця, умови на Землі, ймовірно, стануть непридатними для життя.
Дослідження, опубліковане в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, дає важливе розуміння динамічного зв’язку між старіючими зірками та їхніми планетами та підкреслює хитке положення планет поблизу еволюційних зірок.
