Древние звёзды, переходящие в фазу красных гигантов, способны поглощать планеты-гиганты, вращающиеся слишком близко к ним, выяснили астрономы из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Уорикского университета. Анализ почти 500 тысяч светил показал: чем старше и больше звезда, тем реже рядом с ней обнаруживаются крупные планеты. Это подтверждает теорию приливного разрушения: гравитационные силы "перетягивают" планеты, замедляя их орбиту и вызывая спиральное падение в звезду. Результаты опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Фаза красного гиганта: когда звезда "пожирает" свои планеты

Когда звезда, подобная Солнцу, исчерпывает водород в ядре, она расширяется и остывает, превращаясь в красный гигант. Радиус вырастает в сотни раз, поглощая ближайшие планеты. Исследователи изучили 456 941 звезду в начале этой фазы, используя данные спутника TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Они выявили 130 планет и кандидатов, включая 33 новых, с орбитами менее 12 дней.

Анализ показал: вероятность наличия гигантских планет (типа Юпитера) падает по мере расширения звезды. У красных гигантов она всего 0,11% — в три раза ниже, чем у звёзд главной последовательности. "Это сильное доказательство, что эволюция звёзд вызывает спиральное падение планет и их уничтожение", — отметил ведущий автор Эдвард Брайант из Университета Уорик и UCL.

Приливное взаимодействие: механизм разрушения

Причина — приливные силы: гравитационное "перетягивание" между звездой и планетой, подобное влиянию Луны на океаны Земли. По мере расширения звезды давление усиливается, замедляя орбиту планеты. Она спирально сближается, пока не войдёт в атмосферу или не разорвётся. Брайант: "В отличие от Земли, где приливы стабильны, здесь они фатальны — планета теряет угловой момент и падает".

Моделирование подтверждает: для планет ближе 0,1 а.е. (астрономическая единица) разрушение неизбежно за 10–100 миллионов лет. Это объясняет "дефицит" гигантов у старых звёзд.

Будущее Солнечной системы: Земля избежит, но жизнь — нет

Через 5 миллиардов лет Солнце станет красным гигантом, расширившись до орбиты Земли. Учёные прогнозируют: Меркурий и Венера поглощены, Земля — на грани, но гравитация Солнца ослабнет, и она может выжить на внешней орбите. Однако поверхность выгорит, океаны испарятся — жизнь невозможна.

"Земля, вероятно, избежит поглощения, но в этот момент жизнь на ней уже вряд ли сохранится", — подытожили авторы. Юпитер и Сатурн (дальше) уцелеют, но их орбиты изменятся.

Значение открытия для астрономии

Открытие заполняет пробел в понимании эволюции систем: объясняет, почему у старых звёзд меньше близких гигантов. Будущие миссии (PLATO, ARIEL) уточнят массы планет для моделирования. Это также касается экзопланет: в 30% систем с красными гигантами планеты "исчезают" именно так.

Брайант отметил: "Изучение масс планет поможет понять, почему некоторые выживают, а другие — нет".

Вкратце…

Древние звёзды-красные гиганты уничтожают близкие планеты-гиганты через приливное взаимодействие: гравитация замедляет орбиту, вызывая спиральное падение. Анализ 500 тыс. светил TESS показал: вероятность наличия таких планет падает в 3 раза. Через 5 млрд лет Солнце поглотит Меркурий/Венеру, Земля выживет, но без жизни. Открытие объясняет "дефицит" гигантов у старых звёзд.