«Убийцы планет» умеют скрывать свои «преступления»: Как их можно идентифицировать?

29 ноября, 2022  21:22

Обычно звезды по-своему «заботятся» о планетах, которые вращаются вокруг них. Но иногда они могут «поглощать» планеты вокруг себя, более того, они умеют скрывать следы своих «преступлений» от наших глаз.

Как рассказывает Space.com, астрономы выяснили, как можно «поймать» убивающую планету звезду в момент «совершения преступления» и сколько времени у ученых есть на проведение соответствующих исследований, прежде чем звезда «скроет доказательства своего преступления».

Когда звезды «голодны»

На разных стадиях жизненного цикла звезды могут убивать (хотя астрономы предпочитают использовать более научный и вежливый термин «поглощать») планеты вокруг себя. Например, в конце цикла, когда солнцеподобные звезды набухают, краснеют и становятся гигантскими или сверхгигантскими звездами. И любая планета, которая окажется слишком близко к такой звезде, может быть поглощена ею.

Внешние планеты системы с умирающим солнцем также могут пострадать, поскольку изменение гравитационного ландшафта, вызванное «конвульсиями» умирающей звезды, может притянуть планеты к звезде. По мнению ученых, такая участь ждет и нашу Солнечную систему: примерно через 4,5 миллиарда лет Солнце уничтожит Меркурий, Венеру и, скорее всего, Землю.

Однако «убийцами планет» могут оказаться не только умирающие звезды, но и вполне молодые. Когда солнечная система только-только формируется, температура протозвезды в центре системы увеличивается, также увеличивается ее плотность, вызывая время от времени огромные плазменные бури. Вокруг звезды тем временем начинают формироваться планеты. Некоторые материалы в этом процессе выбрасываются за пределы системы, другие вбирает в себя формирующаяся звезда.

Тяжелые элементы текут к центру звезды

Формирующаяся звезда может притягивать к себе некоторые вещества, из которых формируются звезды, причем происходить это может с разной скоростью. В некоторых случаях поток тяжелых элементов достигает звезды за миллионы лет: в таких случаях речь идет не о явном «убийстве планеты», а, скорее, о процессе медленного поглощения ингредиентов, необходимых для создания больших планет вокруг звезды.

Бывает и так, что планета сталкивается со звездой и оказывается полностью поглощена ею. Большое количество энергии и высокая тепловая температура внутри звезды более чем достаточны для полного уничтожения планеты, если, конечно, планета к тому времени еще останется целой и не разорвется на куски под давлением гравитационных приливных сил по мере приближения к звезде. Планета размером с Землю может быть полностью поглощена звездой всего за несколько лет.

В этом случае единственным свидетельством того, что звезда «убила» одну из своих планет, может быть обилие акцессорных металлов, то есть любого элемента тяжелее гелия. Это такие элементы как кремний, кислород и углерод, которые необходимы для «роста» планет. Со временем поглощенные металлы постепенно начинают двигаться к центру звезды, потому что эти элементы тяжелее водорода и гелия, составляющих основную массу звезды.

Астрономы могут определить состав звезды по материалу на ее поверхности, поскольку поверхность – это единственная часть звезды, которая излучает свет. Основываясь на спектральном следе этого света, ученые могут определить, какие элементы находятся внутри звезды. Но когда эти металлы уже оказываются в недре звезды, звезда уже успешно скрывает от наблюдательных глаз ученых «доказательства прошлых преступлений».

Сколько времени нужно, чтобы скрыть «преступление»?

Сколько же длится процесс «сокрытия преступления»? По предварительным оценкам ученых, описанный выше процесс мог занять миллиарды лет, а значит, любая наблюдаемая нами звезда не смогла бы скрыть следы своих «преступлений».

Однако авторы нового исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices, пытаются количественно определить, как долго эти «доказательства» могут сохраняться. С этой целью исследовательская группа создала симуляции десятков звезд и смоделировала ситуации, в которых звезды могут «съесть» свои планеты.

Астрономы приняли во внимание тот факт, что плотность обогащенного металлами материала внутри звезды будет отличаться от плотности его окружения, и что это может создать потоки, которые будут нести эти металлы к центру звезды намного быстрее, чем это сделала бы гравитация.

Получается, что все тут зависит от самой звезды, от того, насколько она массивна и сколько планетарного материала она поглотила. Но в целом астрономы установили, что металлы остаются на поверхности звезды менее миллиарда лет.

Итак, чтобы найти доказательства «планетоцида», астрономам нужно найти звезду моложе миллиарда лет. Кроме того, изучение одной-единственной звезды в изоляции ничего не даст, так как ученые не смогут понять, поглотила ли эта звезда планету или же просто родилась с большим количеством металла в составе.

Поэтому астрономам следует обратить внимание на двойные системы, в которых одна звезда содержит значительно больше металлов, чем ее компаньон. Именно в тех ограниченных случаях, то есть в двойных системах, возраст которых не превышает миллиарда лет, астрономы наконец-то могут «поймать» звезды, совершившие «преступление».


 
  • Самые читаемые

месяц

неделя

день

 
 
 
 
  • Архив