Недавние наблюдения, сделанные с помощью космического телескопа TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) NASA, выявили поразительную истину: стареющие звёзды в стадии красного гиганта гораздо более разрушительны для вращающихся вокруг них планет, чем считалось ранее. Это открытие имеет глубокие последствия для нашего понимания планетных систем и поднимает важнейшие вопросы о судьбе Земли по мере эволюции нашего собственного Солнца.
Превращение в красного гиганта: космический «ремонт»
Звёзды, подобные нашему Солнцу, проводят большую часть своей жизни в стабильной фазе, известной как «главная последовательность», где они генерируют энергию посредством ядерного синтеза – превращая водород в гелий. Однако этот процесс в конечном итоге подходит к концу. Когда звезда исчерпывает запасы водорода в ядре, она начинает превращаться в «красного гиганта».
Это превращение драматично. Ядро сжимается, а внешние слои значительно расширяются, потенциально увеличиваясь в размерах вплоть до 1000 раз больше первоначального размера звёзды. Для планет, вращающихся близко к звезде, это расширение представляет собой серьёзную угрозу. Учёные оценивают, что наше Солнце вступит в эту стадию красного гиганта примерно через 5 миллиардов лет, потенциально поглотив Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.
Выявление гибели планет с помощью TESS
Чтобы понять частоту этого уничтожения планет, группа астрономов использовала TESS для наблюдения за огромным количеством планетных систем. Они начали с почти полумиллиона потенциальных сигналов, указывающих на наличие экзопланет. Благодаря тщательному анализу, включая применение компьютерного алгоритма, они сократили этот список до 15 000 кандидатов в планеты, вращающихся вокруг звёзд, только начинающих эволюционировать в красных гигантов. Из них около 130 были идентифицированы как потенциальные планеты, включая 33 вновь обнаруженных кандидатов.
Результаты выявили поразительную закономерность: планеты гораздо менее вероятны для обнаружения при вращении вокруг звёзд-красных гигантов. Это указывает на то, что многие планеты уничтожаются по мере того, как звёзды проходят через эту трансформацию. «Это убедительное доказательство того, что, покидая основную последовательность, звёзды могут быстро приводить к тому, что планеты спиралеобразно входят в них и уничтожаются», — заявил Эдвард Брайант, исследователь Университета Уорика, принимавший участие в исследовании.
Приливные взаимодействия: гравитательная борьба
Основным механизмом, стоящим за уничтожением планет, как полагают, являются «приливные взаимодействия», гравитационная борьба между планетой и звездой. По мере расширения звезды в красного гиганта сила этого взаимодействия резко возрастает.
Так же, как Луна воздействует на океаны Земли, создавая приливы, планета оказывает гравитационное притяжение к своей звезде. Это взаимодействие замедляет движение планеты и вызывает уменьшение её орбиты, в конечном итоге приводя к тому, что она спиралеобразно приближается к звезде, где либо распадается, либо падает в неё.
Исследование подтвердило эту теорию: когда исследователи сосредоточились на звёздах, уже расширяющихся, вероятность того, что у них есть планета, упала до всего 0,11%. Это представляет собой приблизительно на 3% меньше по сравнению с шансами на наличие планеты вокруг звезды в её основной последовательности. Исследователи также отметили снижение вероятности того, что у красных гигантов есть гигантские планеты, такие как Юпитер или Сатурн, по мере увеличения возраста звезды.
Судьба Земли: неоднозначный прогноз
Учитывая эти выводы, что это значит для шансов Земли на выживание по мере того, как Солнце переходит в стадию красного гиганта? Хотя Земля, безусловно, безопаснее, чем гигантские планеты, изученные в исследовании, которые находятся гораздо ближе к своей звезде, исследователи подчеркивают, что их наблюдения охватывают только начальные стадии этой эволюции – первые один-два миллиона лет.
В отличие от отсутствующих гигантских планет, наблюдаемых в исследовании, Земля сама может пережить стадию красного гиганта Солнца. Тем не менее, условия на Земле в этот период, вероятно, будут негостеприимными для жизни.
Команда сейчас занимается дополнительными данными, чтобы лучше понять, почему некоторые планеты поглощаются стареющими звёздами, а другие избегают этой участи. Это исследование может предоставить важные сведения о потенциальном долгосрочном выживании Земли и проблемах, с которыми она может столкнуться по мере трансформации нашей собственной звезды.
