Звезды могут съесть свои планеты, а потом выплюнуть их
Каким бы трагичным это ни было, поглощение планетарного объекта его звездным родителем — распространенный сценарий во всей Вселенной. Но это не должно заканчиваться гибелью. Команда астрофизиков использовала компьютерное моделирование, чтобы обнаружить, что планеты могут не только выживать, когда их пожирает звезда, но и управлять их будущей эволюцией. Модели формирования планетных систем показали, что многие планеты часто в конечном итоге поглощаются своей родительской звездой. Это просто вопрос орбитальной динамики. Случайные взаимодействия между вновь формирующимися планетами и протопланетным диском, окружающим молодую звезду, могут привести планеты к хаотическим траекториям. Некоторые из этих траекторий в конечном итоге полностью вытесняют планету из системы, в то время как другие траектории отправляют их с препятствиями в звезду.
Еще один шанс поглощения возникает ближе к концу жизни звезды, когда она становится красным гигантом. Это также влияет на гравитационную динамику системы и может привести к тому, что некоторые крупные планеты попадут в атмосферу родительской звезды. Но удивительно, что планета не всегда умирает, когда это происходит. Астрономы обнаружили множество странных систем по всей галактике, которые указывают на то, что планеты пережили свое путешествие к звезде. Например, существуют системы белых карликов, вращающиеся очень близко к планете-гиганту, слишком близко для того, чтобы эта планета могла образоваться естественным путем. Есть звезды с удивительным количеством более тяжелых металлов в их атмосферах, что является признаком того, что в нее погрузился скалистый объект. И есть звезды, которые вращаются слишком быстро, скорость их вращения увеличивается из-за падающей планеты.
Все эти системы могут быть результатом планетарного поглощения планетой, влияющей на дальнейшую эволюцию звезды. Но может ли планета действительно выжить в напряженной атмосфере звезды? Команда астрофизиков решила ответить на этот вопрос, используя компьютерное моделирование внутренней части звезды, отслеживая эволюцию и судьбу различных планет, которые могут попасть в нее. В своих симуляциях они изучали планеты различной массы, а также коричневые карлики. Их симуляции подтверждают идею о том, что планеты могут пережить поглощение, а их статья доступна на сервере препринтов arXiv.
Например, в некоторых случаях планета может жить тысячи лет, вращаясь вокруг центра звезды в ее атмосфере. Это орбитальное действие может отбрасывать материал от звезды, истончая внешние края атмосферы. В других случаях обмен орбитальной энергией повышает температуру звездной атмосферы, заставляя ее казаться намного ярче, чем обычно. Но чтобы пережить поглощение, сама планета должна быть относительно большой, по крайней мере, с массой Юпитера. Маленькие планеты, такие как Земля, не могут долго существовать в таких условиях. Но если планета достаточно велика и в зависимости от точной эволюции, планета может пережить свое прохождение через звезду и фактически ускорить эволюцию звезды, так что она быстро заканчивает свою жизнь, освобождая планету из ее смертоносных объятий.
