Маленькие планеты скорее всего переживут смерть своих звезд

Маленькие, выносливые планеты, состоящие из плотных элементов, имеют больше шансов избежать того, что их раздавит или поглотит звезда во время своей смерти, сообщается в новом исследовании Университета Уорика. Информация о нем опубликовано в журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества».

Астрофизики из Warwick Astronomy and Astrophysics Group смоделировали шансы разрушения различных планет приливными силами, когда их звезды-хозяева станут белыми карликами, и определили наиболее значимые факторы, которые помогают избежать разрушения планет.

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

Большинство звезд, таких как наше Солнце, со временем израсходуют топливо, сократятся и станут белыми карликами. Некоторые орбитальные тела, которые не были разрушены в водовороте, вызванном тем, что звезда сбросит свои внешние слои, будут подвергаться воздействиям приливных сил, поскольку звезда коллапсирует и становится сверхплотной. Гравитационные силы, действующие на планеты станут более интенсивными и потенциально смогут перетащить их на новые орбиты, причем даже отталкивая некоторые из них на более дальние.

Моделируя влияние изменения гравитации белого карлика на вращающиеся тела, исследователи определили наиболее вероятные факторы, которые заставят планету двигаться в сторону «радиуса разрушения» звезды; расстояние от звезды, где объект распадется из-за приливных сил. В радиусе разрушения образуется диск из мусора от разрушенных планет.

Хотя выживание планеты зависит от многих факторов, модели показывают, что чем массивнее планета, тем больше вероятность того, что она будет разрушена приливными взаимодействиями.

Но разрушение не будет 100% основываясь только на массе, и отчасти зависит от вязкости, меры устойчивости к деформации: экзо-Земли с низкой вязкостью легко проглатываются, даже если они находятся на расстоянии, в пять раз превышающем расстояние между центром белого карлика и его радиус разрушения. Луна Сатурна Энцелад, которую часто называют «грязным снежным комом», - хороший пример однородной планеты с очень низкой вязкостью.

Экзоземли с высокой вязкостью легко проглатываются, только если они находятся на расстоянии, в два раза превышающем расстояние между центром белого карлика и радиусом его разрушения. Эти планеты будут полностью состоять из плотного ядра из более тяжелых элементов, схожего по составу с планетой «Heavy metal», обнаруженной недавно другой группой астрономов Уорикского университета. Эта планета избежала поглощения, потому что она такая же маленькая, как астероид.

Доктор Дмитрий Верас с физического факультета Университета Уорика заявил: «Эта работа является одной из первых в истории специализированных исследований, посвященных исследованию приливных эффектов между белыми карликами и планетами. Этот тип моделирования будет иметь все большее значение в предстоящие годы, когда новые объекты, вероятно, будут обнаружены рядом с белыми карликами".

«Наше исследование, хотя и изощренное в нескольких отношениях, касается только однородных каменистых планет, которые по своей структуре одинаковы во всем мире. Многослойная планета, такая как Земля, была бы значительно более сложной для вычисления, но мы также исследуем возможность сделать это».

Расстояние от звезды, как и масса планеты, имеет сильную корреляцию с выживанием или поглощением. Всегда будет безопасное расстояние от звезды, и это безопасное расстояние зависит от многих параметров. В целом, скалистая однородная планета, которая находится от белого карлика на расстоянии более трети расстояния между Меркурием и Солнцем, гарантированно не будет поглощена приливными силами.

Доктор Верас сказал: «Наше исследование побуждает астрономов искать скалистые планеты вблизи радиуса разрушения белого карлика, а не только за его пределами».