Przejdź do treści

W jaki sposób planety mogą wpływać na swoje rodzeństwo?

Wizja artystyczna przedstawiająca gazowego olbrzyma K2-132b, który blisko okrąża swoją gwiazdę macierzystą – czerwonego olbrzyma.

Gwiazda taka jak nasze Słońce jest skazana na zakończenie swojego życia na ciągu głównym. Rozrasta się do rozmiaru nawet setki razy większego niż obecny i ewoluuje do postaci czerwonego olbrzyma. Kiedy ta apokalipsa nadejdzie, nie wszystkie jednak planety krążące wokół tej gwiazdy zostaną zniszczone. Nowe badanie pokazuje, że niektóre planety mogą wpływać na losy swojego rodzeństwa.

Przetrwać apokalipsę
Przez najbliższe sześć miliardów lat nasze Słońce będzie rosło, aż jego płonąca powierzchnia osiągnie z grubsza orbitę Ziemi i pochłonie tym samym Merkurego i Wenus. Jednak nie planety wewnętrzne są jedynymi zagrożonymi – planety bliskie wokół gwiazd podobnych do naszego Słońca w całym Wszechświecie dzielą ten apokaliptyczny los.

Podczas gdy najbardziej wewnętrzne planety takich układów z pewnością zostaną pochłonięte lub „odparowane”, a najbardziej zewnętrzne planety pozostaną w dużej mierze niewzruszone dramatem w odległym wewnętrznym Układzie Słonecznym, planety pomiędzy tymi skrajnościami – w odległości kilku jednostek astronomicznych (j.a.) – stoją w obliczu bardziej niepewnej przyszłości.

Nowe badanie przeprowadzone przez Maríę Ronco (Millennium Nucleus for Planet Formation and Pontifical Catholic University of Chile) przedstawia, że los tych planet w płaszczyźnie środkowej w dużej mierze zależy od ich rodzeństwa.

Rywalizacja rodzeństwa
Szereg wcześniejszych badań dotyczył warunków, w jakich planety mogą przetrwać ewolucję swoich gwiazd macierzystych przez fazę czerwonego olbrzyma do białego karła, ale badania te skupiały się głównie na wynikach dla pojedynczej planety próbującej przetrwać apokalipsę.

Zamiast tego Ronco i jej współpracownicy badali, jak dwie planety – wewnętrzna o masie Neptuna i zewnętrzna o masie Jowisza, obie krążące w układzie w odległości kilku j.a. – mogą wpływać na siebie podczas ewolucji swojej gwiazdy macierzystej.

Z małą pomocą
Kiedy gwiazda rozszerza się do rozmiarów czerwonego olbrzyma, istnieją dwa podstawowe efekty, które mogą wpływać na orbity planetarne: pływy wywołane przez gwiazdy, które mogą redukować i nadawać kołowy kształt orbitom planet, oraz utrata masy przez gwiazdę, która może rozciągać orbitę planety. Modele zespołu Ronco pokazują, że gdy w układzie występuje więcej niż jedna planeta, interakcje między nimi mogą mieć równie ważny wpływ na ich ewentualne orbity.

W szczególności, gdy orbity obu planet są bliskie rezonansu średniego ruchu, planeta o masie Neptuna będzie na bardziej ekscentrycznej orbicie. Ma to dramatyczne konsekwencje: dla planet Neptunowych, które jako jedyne mogły przetrwać ewolucję swojego gospodarza – czerwonego olbrzyma, obecność zewnętrznej planety Jowiszowej może spowodować ich pochłonięcie przez gwiazdę. Podobnie w przypadku planet Neptunowych, które mogły zostać pochłonięte same, obecność planety Jowiszowej może uchronić je przed pochłonięciem.

Prace zespołu Ronco pokazują, że kiedy gwiazda ewoluuje do fazy czerwonego olbrzyma, oddziaływania grawitacyjne między jej planetami na średnim dystansie odgrywają ważną rolę w przetrwaniu lub zniszczeniu planet. Kontynuacja badania tych wpływów pomoże nam lepiej zrozumieć losy układów słonecznych takich jak nasz własny oraz to, czego spodziewać się po architekturze planetarnej wokół wyewoluowanych gwiazd.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
How Planets Can Save or Destroy Their Siblings

How Jupiters Save or Destroy Inner Neptunes around Evolved Stars

Źródło: AAS

Na ilustracji: Wizja artystyczna przedstawiająca gazowego olbrzyma K2-132b, który blisko okrąża swoją gwiazdę macierzystą – czerwonego olbrzyma. Źródło: Karen Teramura, UH IfA.