|
Динамика поглощения расширяющейся звездой своих планет
|
|
|
|
Когда примерно через 5 миллиардов лет наше Солнце израсходует водородное топливо в своем ядре, оно расширится и станет красным гигантом, поглотив внутренние планеты. Динамика и возможные последствия планетарного поглощения плохо изучены, но считается, что это относительно обычная судьба планетарных систем. Новое исследование с использованием гидродинамического моделирования раскрывает силы, действующие на планету, когда ее поглощает расширяющаяся звезда. Результаты показывают, что взаимодействие субзвездного тела (планеты или коричневого карлика) с горячим газом во внешней оболочке солнцеподобной звезды может привести к ряду результатов в зависимости от размера поглощенного объекта и стадии эволюция звезды. Ведущий автор Рикардо Ярза из Калифорнийского университета в Санта-Крус представит новые результаты 13 июня 2022 года на 240-м собрании Американского астрономического общества (ААС) в Пасадене.
|
|
|
|
«Эволюционировавшие звезды могут быть в сотни или даже тысячи раз больше, чем их планеты, и это несоответствие масштабов затрудняет выполнение симуляций, которые точно моделируют физические процессы, происходящие в каждом масштабе», — сказал Ярза, аспирант астрономии и астрофизики. UCSC. «Вместо этого мы моделируем небольшой участок звезды с центром на планете, чтобы понять поток вокруг планеты и измерить действующие на нее силы сопротивления». Результаты могут помочь объяснить недавние наблюдения планет и коричневых карликов, вращающихся близко вокруг остатков звезд, таких как белые карлики и субкарлики. Предыдущие исследования предполагали, что эти системы могут быть конечным результатом процесса планетарного поглощения, который включает сокращение орбиты поглощенного тела и выброс внешних слоев звезды.
|
|
|
«По мере того, как планета движется внутри звезды, силы сопротивления передают энергию от планеты к звезде, и звездная оболочка может стать несвязанной, если передаваемая энергия превышает ее энергию связи», — объяснил Ярза. Согласно расчетам Ярзы и его коллег, никакие подзвездные тела, масса которых меньше примерно в 100 раз больше массы Юпитера, не могут выбросить оболочку солнцеподобной звезды до того, как она расширится примерно до 10-кратного радиуса Солнца. Однако на более поздних стадиях звездной эволюции и расширения звездная оболочка может быть выброшена объектом, масса которого в десять раз превышает массу Юпитера, что при этом сократит его орбиту на несколько порядков. Исследование также показало, что планетарное поглощение может увеличить светимость солнцеподобной звезды на несколько порядков на срок до нескольких тысяч лет, в зависимости от массы поглощенного объекта и стадии эволюции звезды.
|
|
|
|
Основа, предоставленная этим исследованием, может быть включена в будущую работу по изучению влияния поглощения на структуру звезды. «Наша работа может информировать о моделировании планетарного поглощения в масштабе звезды, предоставляя точную эталонную картину физики в масштабе планеты», — сказал Ярза. В настоящее время программы поиска экзопланет описали большое количество планетных систем. По мере развития этих систем значительная их часть, вероятно, подвергнется планетарному поглощению. «Мы считаем, что это относительно распространено», — сказал Ярза. Статья о новых открытиях была представлена ??для публикации в Astrophysical Journal. Старшими авторами статьи являются Энрико Рамирес-Руис, профессор астрономии и астрофизики, и Донгвук Ли, адъюнкт-профессор прикладной математики, оба в Калифорнийском университете в Санта-Крус. Рамирес-Руис сказал, что на него произвела впечатление работа Ярзы над этим проектом. «Есть много составляющих для успеха на самом высоком уровне астрофизических исследований, в том числе креативность, вкус в выборе ключевых вопросов, сила и диапазон знаний, способность сообщать научные результаты, техническое мастерство и независимость. Рикардо выделяется тем, что его вектор велик во всех этих фундаментальных измерениях», — сказал он.
|
|
|
|
Источник
|
