Los planet krążących wokół starych gwiazd podwójnych

dnia 12/10/2016
Wizja artystyczna przedstawiająca planetę krążącą wokół dwóch starzejących się gwiazd. Źródło: Jon Lomberg

Wizja artystyczna przedstawiająca planetę krążącą wokół dwóch starzejących się gwiazd. Źródło: Jon Lomberg

Planety krążące wokół dwóch gwiazd mogą – ku zdumieniu naukowców – przetrwać gwałtowne późne etapy ewolucji gwiazdy, wskazują nowe badania przeprowadzone przez naukowców z NASA Goddard Space Flight Centre oraz York University. Odkrycie jest o tyle zdumiewające, że planety krążące blisko pojedynczej gwiazdy, takie jak chociażby Merkury i Wenus w naszym Układzie Słonecznym ulegną zniszczeniu gdy starzejąca się gwiazdy zacznie zwiększać swoje rozmiary przechodząc w stadium czerwonego olbrzyma.

Badania prowadzone przez Veselina Kostova z NASA Goddard Space Flight Centre we współpracy z Keavinem Moorem i prof. Rayem Jayawardhana z York University pozwoliły naukowcom dojść do wniosku, że planety krążące wokół dwóch gwiazd (w układzie podwójnym) – zwane także planetami okołopodwójnymi – często unikają śmierci i zniszczenia przesuwając się na szersze orbity.

Artykuł opisujący wyniki badań pt  Tatooine’s Future: The Eccentric Response of Kepler’s Circumbinary Planets to Common-Envelope Evolution of their Host Stars,” został zaakceptowany do publikacji w periodyku The Astrophysical Journal.

„To scenariusz diametralnie różniący się od tego, który będzie realizowany w naszym własnym układzie planetarnym za kilka miliardów lat, gdy nasze Słońce zacznie powiększać swoje rozmiary i stopniowo będzie pochłaniała planety wewnętrzne, tj. Merkury, Wenus, a może i także Ziemię – szybciej niż mogłyby one migrować na większe orbity,” mówi Kostov. „Okazuje się, że gdyby w środku Układu Słonecznego znajdowała się jeszcze jedna gwiazda, mogłoby być zupełnie inaczej.”

Rekonfiguracja orbity planety (zielony) początkowo krążącej wokół gwiazdy podwójnej w odległości podobnej do orbity Merkurego (czarny przerywany).  Gdyby w miejscu układu podwójnego znajdowała się pojedyncza gwiazda podobna do Słońca, w fazie czerwonego olbrzyma zwiększyłaby swoje rozmiary do linii pomarańczowej pochłaniając przy tym Merkurego, Wenus, a może także i Ziemię. Źródło: NASA/York University

Rekonfiguracja orbity planety (zielony) początkowo krążącej wokół gwiazdy podwójnej w odległości podobnej do orbity Merkurego (czarny przerywany). Gdyby w miejscu układu podwójnego znajdowała się pojedyncza gwiazda podobna do Słońca, w fazie czerwonego olbrzyma zwiększyłaby swoje rozmiary do linii pomarańczowej pochłaniając przy tym Merkurego, Wenus, a może także i Ziemię. Źródło: NASA/York University

Układy podwójne powszechnie występują we Wszechświecie – to układy składające się z dwóch gwiazd krążących wokół wspólnego środka masy. Jeżeli obie gwiazdy są wystarczająco blisko siebie, gdy jedna z nich zaczyna się powiększać przechodząc w fazę olbrzyma, materia z tej gwiazdy po spirali spływa na mniejszą gwiazdę, przez co z czasem powstaje wspólna dla obu gwiazd atmosfera (często zwana otoczką). Z czasem układ podwójny traci dużą ilość materii lub ulega zniszczeniu w eksplozji supernowej.

„Zważając na ostatnie odkrycia planet krążących wokół gwiazd podwójnych, wśród których część krąży po orbitach o rozmiarach zbliżonych do orbity Merkurego wokół Słońca – byliśmy ciekawy jaki los czeka tego typu planety,” mówi Jayawardhana. „Odkryliśmy, że wiele takich planet może przetrwać burzliwe i gwałtowne ostatnie etapy ewolucji ich gwiazd, stopniowo oddalając się od nich.”

Zespół badaczy przeprowadził symulację losu dziewięciu planet okołopodwójnych niedawno odkrytych za pomocą teleskopu Kepler. Okazało się, że większość planet najprawdopodobniej przetrwa fazę wspólnej otoczki gwiazdy podwójnej – nawet te krążące bardzo blisko tych gwiazd. Co więcej planety mogą migrować na dalsze orbity – planety znajdujące się na orbitach podobnych do orbity Wenus mogą się przenieść na orbity bliskie orbicie Urana. W niektórych przypadkach planety migrowały nawet na odległość dwa razy większe od odległości Słońce-Pluton.

Co ciekawe, jeżeli wokół gwiazdy podwójnej krąży wiele planet, niektóre z nich mogą zostać całkowicie wyrzucone z układu, a inne mogą zamienić się miejscami z innymi planetami, a nawet zderzyć się z jedną ze swoich gwiazd macierzystych.

Źródło: York University

Dodaj komentarz