W jaki sposób planety mogą wpływać na swoje rodzeństwo
Gwiazda, taka jak nasze Słońce, jest skazana na zakończenie swojego życia na ciągu głównym, rozrastając się do rozmiaru nawet setki razy większego niż obecny, ewoluując do postaci czerwonego olbrzyma. Ale kiedy ta apokalipsa nadejdzie, nie wszystkie planety krążące wokół tej gwiazdy zostaną zniszczone. Nowe badanie pokazuje, że niektóre planety mogą wpływać na losy swojego rodzeństwa.
Przetrwać apokalipsę
Przez najbliższe sześć mld lat nasze Słońce będzie rosło, aż jego płonąca powierzchnia osiągnie z grubsza orbitę Ziemi, pochłaniając tym samym Merkurego i Wenus. Ale planety wewnętrzne nie są jedynymi zagrożonymi – planety bliskie wokół gwiazd podobnych do naszego Słońca w całym Wszechświecie dzielą ten apokaliptyczny los.
Jednak 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.
Teraz nowe badanie, przeprowadzone przez Maríę Ronco (Millennium Nucleus for Planet Formation and Pontifical Catholic University of Chile) sugeruje, 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 badając, 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 utratę masy przez gwiazdę, która może rozciągać orbitę planety. Jednak 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. Kontynuując badanie tych wpływów, będziemy w stanie lepiej zrozumieć losy układów słonecznych, takich jak nasz własny, oraz to, czego spodziewać się po architekturze planetarnej wokół wyewoluowanych gwiazd.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
