Нещодавні спостереження, зроблені космічним телескопом NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), показали дивовижну правду: старіючі червоні гіганти є набагато більш руйнівними для планет, що обертаються навколо них, ніж вважалося раніше. Це відкриття має глибокі наслідки для нашого розуміння планетних систем і піднімає критичні питання про долю Землі в міру еволюції нашого Сонця.
Перетворення на червоного гіганта: космічний «ремонт»
Такі зірки, як наше Сонце, проводять більшу частину свого життя в стабільній фазі, відомій як «головна послідовність», де вони генерують енергію за допомогою ядерного синтезу, перетворюючи водень на гелій. Однак цей процес з часом закінчується. Коли в ядрі зірки закінчується водень, вона починає перетворюватися на «червоного гіганта».
Ця трансформація драматична. Ядро стискається, а зовнішні шари значно розширюються, потенційно збільшуючись у розмірі до 1000 разів у порівнянні з початковим розміром зірки. Для планет, що обертаються близько до зірки, таке розширення становить серйозну загрозу. За оцінками вчених, наше Сонце увійде в цю стадію червоного гіганта приблизно через 5 мільярдів років, потенційно поглинувши Меркурій, Венеру і, можливо, Землю.
Виявлення смертей планет за допомогою TESS
Щоб зрозуміти частоту цього руйнування планет, команда астрономів використовувала TESS для спостереження за величезною кількістю планетних систем. Вони почали з майже півмільйона потенційних сигналів, що вказують на наявність екзопланет. Завдяки ретельному аналізу, включно з використанням комп’ютерного алгоритму, вони звузили список до 15 000 планет-кандидатів, що обертаються навколо зірок, які тільки починають еволюціонувати в червоних гігантів. З них близько 130 були ідентифіковані як потенційні планети, включаючи 33 нещодавно відкриті кандидати.
Результати виявили вражаючу закономірність: планети з меншою ймовірністю будуть виявлені, коли вони обертаються навколо зірок червоних гігантів. Це вказує на те, що багато планет руйнуються, коли зірки проходять цю трансформацію. «Це переконливий доказ того, що зірки, що залишають головну послідовність, можуть швидко призвести до того, що планети закрутяться в них по спіралі та будуть знищені», — сказав Едвард Брайант, дослідник з Університету Уоріка, який брав участь у дослідженні.
Приливні взаємодії: гравітаційна боротьба
Вважається, що основним механізмом руйнування планет є «припливна взаємодія», гравітаційна боротьба між планетою та зіркою. Коли зірка перетворюється на червоного гіганта, сила цієї взаємодії різко зростає.
Подібно до того, як Місяць впливає на океани Землі, створюючи припливи, планета чинить гравітаційний тиск на свою зірку. Ця взаємодія уповільнює рух планети та спричиняє звуження її орбіти, зрештою змушуючи її обертатися по спіралі до зірки, де вона або розпадається, або падає в неї.
Дослідження підтвердило цю теорію: коли дослідники зосередилися на зірках, які вже розширюються, ймовірність того, що вони мають планети, впала лише до 0,11%. Це приблизно на 3% менше порівняно з ймовірністю наявності планети навколо зірки в головній послідовності. Дослідники також відзначили зменшення ймовірності того, що червоні гіганти мають гігантські планети, такі як Юпітер або Сатурн, зі збільшенням віку зірки.
Доля Землі: неоднозначний прогноз
Враховуючи ці висновки, що це означає для шансів Землі на виживання, коли Сонце переходить у стадію червоного гіганта? Хоча Земля, безумовно, безпечніша за гігантські планети, які досліджувалися в дослідженні, які знаходяться набагато ближче до своєї зірки, дослідники підкреслюють, що їхні спостереження охоплюють лише початкові етапи цієї еволюції — перші один-два мільйони років.
На відміну від зниклих планет-гігантів, які спостерігалися в дослідженні, сама Земля може пережити стадію червоного гіганта Сонця. Однак умови на Землі в цей період, ймовірно, будуть негостинними для життя.
Зараз команда працює над додатковими даними, щоб краще зрозуміти, чому деякі планети поглинають старіючі зірки, а інші уникають цієї долі. Це дослідження може дати важливі підказки щодо потенційного довгострокового виживання Землі та проблем, з якими вона може зіткнутися під час трансформації нашої власної зірки.
