Stárnoucí hvězdy pravděpodobně ničí své nejbližší planety rychleji

Stárnoucí hvězdy zřejmě ničí obří planety obíhající kolem nich nejblíže, uvádí nová studie astronomů z University of Warwick a University College London (UCL). Jakmile hvězda jako Slunce vyčerpá zásoby vodíku, zvětší svůj objem a stane se rudým obrem. V případě Slunce se to stane asi za pět miliard let a vědci se domnívají, že tato expanze způsobí zničení Merkuru, Venuše a možná i Země, ale chybí důkazy o tom, jak nebo zda se tak skutečně stane.

V nové studii publikované v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society se vědci z University of Warwick a UCL podívali na téměř půl milionu blízkých hvězdných systémů, aby získali více jasno v této problematice a zjistili, jak často blízká planeta přežije, když se její hostitelská hvězda stane rudým obrem.

V rámci těchto hvězdných systémů zjistili, že planety obíhají v blízkosti rudých obrů s mnohem menší pravděpodobností, což naznačuje, že mnoho z těchto planet bylo pravděpodobně již zničeno, když se jejich hostitelské hvězdy rozpínaly.

Vedoucí autor Edward Bryant, držitel ceny Warwick Astrophysics Prize na University of Warwick, který většinu této práce dokončil během svého působení v Mullard Space Science Laboratory na UCL, řekl:

„Toto je silný důkaz, že jak se hvězdy vyvíjejí mimo hlavní posloupnost, mohou rychle způsobit, že planety na ně po spirále padají a jsou zničeny. Toto je již nějakou dobu předmětem debat a teorií, ale nyní můžeme dopad tohoto jevu vidět přímo a měřit ho na úrovni velké populace hvězd. Očekávali jsme, že tento efekt uvidíme, ale i tak nás překvapilo, jak efektivně se tyto hvězdy zdají pohlcovat své blízké planety.“

„Myslíme si, že k destrukci dochází kvůli gravitačnímu působení mezi hvězdou a planetou, kterému se říká slapová interakce. Jak se hvězda vyvíjí a rozpíná, tato interakce zesiluje. Stejně jako Měsíc přitahuje pozemské oceány a vytváří příliv a odliv, planeta přitahuje hvězdu. Tyto interakce zpomalují planetu a způsobují zkracování její oběžné dráhy, což ji spirálovitě stahuje dovnitř, dokud se buď nerozpadne, nebo nespadne na hvězdu.“

Vědci zaměřili svůj výzkum na hvězdy, které právě vstoupily do fáze „po hlavní posloupnosti“ (po vyčerpání vodíku), a objevili pouze 130 planet a kandidátů na planety (včetně 33, o kterých jsme dříve nevěděli), které obíhají těsně kolem těchto stárnoucích hvězd.

Když omezili svůj výzkum pouze na hvězdy, které pokročily do fáze ochlazování a rozpínání (a proto byly klasifikovány jako rudí obři), zjistili, že šance, že rudý obr hostí blízkou planetu, byla pouze 0,11 %, což je asi třikrát méně než procento hvězd hlavní posloupnosti hostících blízkou obří planetu.

Spoluautor Vincent Van Eylen z Mullard Space Science Laboratory na UCL řekl: „Za několik miliard let se naše Slunce zvětší a stane se rudým obrem. Přežijí planety Sluneční soustavy, až se to stane? Zjišťujeme, že v některých případech ne. Země je v naší studii jistě bezpečnější než obří planety, které jsou mnohem blíže ke své hvězdě. Ale my jsme se zaměřili pouze na nejranější část fáze po hlavní posloupnosti, první jeden nebo dva miliony let – hvězdy mají před sebou mnohem více evoluce.“

„Na rozdíl od chybějících obřích planet v naší studii by samotná Země mohla fázi rudého obra Slunce přežít. Ale život na Zemi pravděpodobně ne,“ dodává Vincent Van Eylen.

Tato studie byla provedena s využitím dat ze satelitu TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) agentury NASA. Počítačový algoritmus umožnil vědcům vyhledávat opakované poklesy jasnosti, které naznačují, že obíhající planeta prochází před hvězdou, se zaměřením na obří planety s krátkou oběžnou dobou (tj. těch, kterým trval oběh kolem hvězdy maximálně 12 dní).

Tým začal s více než 15 000 možnými signály planet a aplikoval přísné testy, aby vyloučil falešné signály, a nakonec tento počet zredukoval na 130 planet a kandidátů na planety. Z nich bylo 48 již známých, 49 již identifikováno jako kandidáti na planety (tj. stále je potřeba je potvrdit) a 33 byli noví kandidáti detekovaní poprvé.

Ačkoliv tato studie zjistila, že výskyt obřích planet klesá se stářím hvězdy, z malého počtu planet, které se stále nacházejí v těsné blízkosti rudého obra, se dá mnoho naučit. Je však zapotřebí více dat, abychom se dostali k jádru věci, proč některé, ale ne všechny planety, stárnoucích hvězd se stanou obětí jejich rozpínání.

Zdroj: https://warwick.ac.uk/news/pressreleases/ageing_stars_likely_destroy_their_closest_planets/

autor: František Martinek