Megmenthetik, de el is pusztíthatják testvéreiket a bolygók

3672

A Napunk és a hozzá hasonló csillagok fősorozati életük végén százszorosára növekedve vörös óriássá fejlődnek, amely folyamat közben a csillaghoz közelebb keringő bolygókra szomorú sors vár. Úgy tűnik azonban, hogy nem minden bolygón köszönhet be az apokalipszis, egy új tanulmány eredményei szerint ugyanis a bolygók is befolyásolni tudják egymás végzetét.

A K2-132b jelű gázóriás fantáziarajza, mely igen közel kering központi, vörös óriás csillagához. (Karen Teramura, UH IfA)

Ha hatmilliárd évvel előreugrunk az időben, a Napunk akkorára fúvódik fel, hogy a jelenlegi 6000 fokostól hűvösebb, de még mindig forró felszíne már a Föld pályáját is eléri majd, a Merkúrt és a Vénuszt is bekebelezve. Hasonló sors vár más Nap típusú csillagokhoz közel keringő bolygókra is. Ugyanakkor, míg a legbelsőbb bolygókat bizonyára elnyeli vagy elpárologtatja ez a folyamat, a külső pályákon keringő társaikat mondhatni hidegen hagyja a csillag fejlődése. Ez a két végpont között viszont a néhány csillagászati egységre keringő bolygók sorsa bizonytalan.

A Maria Ronco (Millennium Nucleus for Planet Formation and Pontifical Catholic University of Chile) vezette kutatás eredményei szerint ezeknek a középső tartományban keringő bolygóknak a sorsa nagyban függ a többi planétától. Több tanulmány foglalkozott már azzal, hogy vajon milyen körülmények között tudják átvészelni a bolygók azt az időszakot, mikor központi csillaguk előbb vörös óriássá, majd fehér törpévé fejlődik, java részük azonban egyetlen bolygót vett célpontba.

Művészi elképzelés egy vörös óriáscsillagról, ahogy leveti magáról külső rétegeit. (JAXA)

Ronco és munkatársainak tanulmányában ehelyett két bolygót vettek szemügyre, egy belső, Neptunusz tömegű és egy külső, Jupiter tömegű bolygót, néhány csillagászati egység sugarú pályán keringve. Mikor egy csillag vörös óriássá fejlődik, két fő hatást gyakorol a bolygóira: árapály erők, melyek csökkentik és körösítik a bolygók pályáit; valamint tömegvesztés, ami tágítja a pályákat. Az új eredmények szerint viszont, ha egynél több bolygót veszünk figyelembe a rendszerben, akkor az ezen bolygók közt fellépő kölcsönhatások a fentiekkel egyforma mértékben befolyásolhatják a pályák változásait.

Egészen pontosan, ha a két bolygó középmozgás-rezonanciában kering (azaz keringési idejük aránya racionális, egész számok hányadosaként felírható, például amíg az egyik 2-szer megy körbe, a másik 3-szor kerüli meg a csillagot), a Neptunusz tömegű bolygó pályája excentrikusabb lesz. Ennek drámai következményei vannak: olyan Neptunuszok, amik egyébként egyedül túlélték volna a központi csillag vörös óriássá alakulását, egy külső Jupiter miatt besodródhatnak és bekebeleződhetnek. Ugyanígy, olyan Neptunuszok, amiket egyébként elnyelt volna a felfúvódott csillag, egy külső Jupiter támogatásával épségben átvészelhetik a fejlődést.

Modellezési eredmények egy vörös óriássá fejlődő csillag körül keringő, Jupiter tömegű (nagy négyzet) és egy Neptunusz tömegű (kisebb, belső négyzet) bolygó sorsáról, a bolygók kezdeti pályasugarainak függvényében. Piros szín jelzi, ha a bolygót elnyeli a csillag, kék jelzi, ha túléli a fejlődést, sárga, ha a két bolygó összeütközik és szürke, ha a legalább az egyik bolygó kidobódik a rendszerből. A fehér szaggatott vonalak jelzik a középmozgás-rezonanciák helyzetét a grafikonon. Két eset van bekarikázva, amikor a külső bolygó jelenléte megváltoztatja a belső bolygó végső sorsát. (Ronco et al. 2020)

Ronco és munkatársainak kutatása bemutatja, hogy amikor egy csillag vörös óriássá fejlődik, a közepes távolságban keringő bolygók közötti gravitációs kölcsönhatások különösen fontos szerepet játszanak abban, hogy a bolygók elnyelődnek, vagy túlélik ezt az időszakot. Ahogy egyre pontosabban megismerjük ezeket a hatásokat, jobban fogjuk érteni a mi Naprendszerünkhöz hasonló csillagrendszerek fejlődését és azt, milyen felépítésű bolygórendszerekre számíthatunk a fősorozatról már elfejlődött csillagok körül.

Forrás: AAS Nova

Hozzászólás

hozzászólás