RW Space

Согласно новому исследованию, мы можем начать писать панегирик четырем экзопланетам, вращающимся вокруг звезды, похожей на Солнце, находящейся примерно в 57 световых годах от нас. Но спешить некуда; у нас есть около миллиарда лет, прежде чем звезда станет красным гигантом и начнет их поглощать.

Это звезда Ро Корона Бореалис, желтый карлик, похожий на наше Солнце. Оно находится в созвездии Северной Короны и имеет почти ту же массу, радиус и светимость, что и Солнце.

Но если Солнцу около пяти миллиардов лет, то RCB в два раза больше, что означает его красный гигант. фаза приближается, по крайней мере, с астрофизической точки зрения.

Новая статья, опубликованная в Астрофизическом журнале, представляет эти результаты и задает некоторые вопросы о том, что происходит с экзопланетами в обитаемой зоне звезды. когда звезда станет красным гигантом.

Настоящая статья называется «Прогноз планетарного поглощения в системе Rho CrB», единственным автором является Стивен Р. Кейн с факультета наук о Земле и планетных наук Университета Калифорния, Риверсайд.

«Звездная эволюция после главной последовательности может привести к драматическим, а иногда и травматическим изменениям в архитектуре планетной системы, таким как приливное разрушение планет и поглощение родительской звездой», — пишет Кейн.

Ро Корона Бореалис одновременно стара и ярка, что делает ее «… особенно интересным случаем развитой эволюции главной последовательности», по словам Кейна. Не только потому, что оно похоже на Солнце и его легко наблюдать, но и потому, что на нем расположены четыре экзопланеты.

Кейн использовал модели звездной эволюции, чтобы попытаться определить будущее Ро Корона Бореалис и будущее ее планет. Через 1–1,5 миллиарда лет звезда покинет главную последовательность и станет красным гигантом.

Красные гиганты могут раздуваться до эпических размеров, а некоторые могут достигать одного миллиарда километров в диаметре. Когда наше Солнце станет единым через несколько миллиардов лет, его раздутая форма, вероятно, поглотит или, по крайней мере, уничтожит все внутренние планеты.

Rho CrB ничем не отличается.

У него известны четыре экзопланеты под названием Rho Coronae Borealis b, c, d и e. Они названы в порядке открытия, а не по расстоянию от звезды. Наибольшей опасности подвергаются три планеты: e, b и c, ближайшие к звезде планеты.

Масса четырех планет варьируется от суперземли до юпитерианской. Все они гораздо ближе к звезде, чем Земля к Солнцу, а две самые внутренние планеты ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. Они плотно зажаты внутри своей внутренней солнечной системы, и именно это обрекает их на гибель.

Исследования показывают, что e, b и c находятся в худшем положении. Ро CrB может полностью поглотить эти три планеты.

Поглощение планет расширяющейся звездой может иметь разные последствия в зависимости от общей архитектуры системы. Планетам могут потребоваться десятилетия, чтобы приблизиться к звезде. В пути они могут быть уничтожены испарением. Они также могут быть уничтожены приливными волнами, когда достигают предела Роша. В этом случае они увеличивают объем звезды, помогая ей раздуться еще больше.

По данным некоторых исследований, для планет с массой ниже Юпитера от 3 до 5 а.е. судьба предрешена. Нет спасения. Но для других, несмотря на тяжелые обстоятельства, может быть выход.

Иногда, как показывают научные модели, планеты начинают по-разному гравитационно взаимодействовать друг с другом по мере того, как звезда раздувается. По мере расширения звезда также теряет массу, продолжая плавить материал. Это создает приливные эффекты в системе, а в некоторых случаях может привести планеты к резонансам среднего движения, а также отодвинуть их дальше от звезды. Итак, потенциальный путь к отступлению есть. Однако пока трудно определить заранее, что именно может произойти.

Но если некоторые из них и выживут, исследователи полагают, что они смогут выжить, поскольку звезда оставит позади Ветвь Красного Гиганта (RGB). Они могут даже выжить, когда звезда вступает в фазу асимптотической ветви гигантов (AGB).

Фаза AGB похожа на фазу RGB, но звезды RGB имеют немного другой химический состав в ядрах и оболочках. Но детали звезды не так уж важны для судьбы планет.

Для некоторых планет существует возможный путь эвакуации, но те же приливные взаимодействия, которые могут спасти планету, могут также сработать и против нее. это. Взаимодействия также могут привести планету к звезде, что приведет к ее более ранней гибели. Исследователи активно пытаются понять все эти процессы, наблюдая за звездами, покидающими главную последовательность.

Чтобы понять, что может произойти в системе Rho CrB, Кейн нарисовал будущую массу, светимость и радиус звезды.

Кейн также нарисовал график изменений, которые претерпит звезда, наряду с положением четырех экзопланет. Это наглядно демонстрирует опасность, с которой сталкиваются планеты.

Так сколько деталей могут предоставить модели и симуляции, когда дело доходит до особенностей Ро CrB и его планет?

«Хотя все планет войдут в звездную атмосферу Rho CrB, их индивидуальные прогнозы значительно различаются», — объясняет Кейн.

Планета e, самая внутренняя планета, скорее всего, принадлежит земной группе. Она уйдет первой и, вероятно, испарится, когда звезда глубоко ее поглотит. Ее гибель может быть быстрой.

Планета B — самая массивная из всех четырех, ее масса составляет почти 350 масс Земли. Он массивнее Юпитера, и когда он входит в расширяющуюся атмосферу звезды, сопротивление заставляет его двигаться по спирали. Ее судьба — приливное разрушение, поскольку она просто не сможет удержаться на плаву.

Судьба планеты b может повлиять на судьбу планеты c. Если материал планеты B заставит звезду достаточно раздуться, это может ускорить гибель планеты C из-за ее поглощения. То же самое звездное раздувание и радиальное расширение также может ускорить гибель планеты d из-за поглощения, и все это до того, как звезда выйдет из своей RGB-фазы.

Планеты c и d имеют массу примерно с Нептун, и они, вероятно, потеряют свою массы за счет испарения по мере того, как они приближаются к звезде.

К сожалению, моделирование не учитывало орбитальную динамику. Но вполне возможно, что одна планета сможет избежать всего этого хаоса. Планета D — единственный мир, у которого есть шанс спастись.

«Наша модель также не учитывала эффекты орбитальной динамики, которая потенциально может заставить планету D мигрировать дальше наружу и, возможно, избежать поглощения», — сказал он. пишет Кейн. Если это произойдет, у него есть шанс выжить намного дольше, возможно, в недавно созданной обитаемой зоне.

Это возможно, но в данном случае маловероятно. «Поскольку внутренние планеты Rho CrB были поглощены до фазы AGB, маловероятно, что орбитальная динамика будет играть важную роль в системе во время и после потери массы звезды», — пишет он.

Есть нет возможности узнать наверняка, что произойдет в этой системе. Но астрофизики заняты наблюдением за другими солнечными системами в поисках подсказок. Пока что не так уж много наблюдаемых доказательств поглощения, но это не значит, что этого не происходит.

«До сих пор наблюдательные данные о признаках поглощения планет оставались относительно скудными, что позволяет предположить, что любой из сценариев поглощения встречается реже, чем Ожидается, или что обнаружение сигнатур является более сложным, чем ожидалось», — говорится в документе.

Детальные особенности Rho CrB могут на данный момент находиться за пределами досягаемости наших наблюдений или наших симуляций и моделей. Но нельзя отрицать потенциальные катастрофические последствия.

«Эволюция звезд через их продвижение по главной последовательности, расширение в звезду-гигант, а затем окончательное сжатие в белого карлика, имеет глубокие последствия для орбитальных звезд. планет», — пишет Кейн.

«Учитывая массы и большие полуоси четырех известных планет, мы предсказываем, что планета Е испарится в звездной атмосфере, планета Б пойдет по спирали и будет разрушена приливом, потенциально дальнейшее раздувание звезды, и планета C испарится в звездной атмосфере».

Судьба планеты d немного менее определенна, но, скорее всего, она тоже будет уничтожена. Вероятно, он испарится внутри звезды в конце фазы AGB.

Возможно, в обитаемой зоне есть и другие планеты, которые еще не были обнаружены. Если они есть, то они могут пережить звездную эволюцию внутри внутреннего края HZ во время фазы RGB/AGB. Но после этого звезда станет белым карликом. Эти планеты, если они существуют, в это время будут находиться далеко за пределами новой ГЗ.

Часть понимания того, что происходит с солнечными системами, когда их звезды покидают главную последовательность, заключается в точной картине населения их планет. . Планеты-гиганты на далеких орбитах могут влиять на судьбу планет внутренней системы, потенциально меняя их орбиты и перемещая их на более безопасные расстояния.

Такие типы планет трудно обнаружить транзитным методом, но улучшенные измерения лучевой скорости в будущем их можно будет найти больше.

Это исследование особенно интересно, потому что наше Солнце станет красным гигантом и, в конечном итоге, белым карликом. Что будет с нашим домом?

Неизвестно, но Земля в опасности. Он может быть уничтожен или мигрировать дальше. В любом случае, наша Солнечная система никогда не будет выглядеть прежней.

К счастью, это настолько далекое будущее, что для нас это просто диковинка.

Эта статья была первоначально опубликована от Вселенной Сегодня. Прочтите оригинал статьи.