Эволюция экзопланет - Сергей Попов

Как меняются орбиты планет в планетной системе? Какие факторы влияют на эволюцию экзопланет? Что произойдет с планетами Солнечной системы, когда Солнце превратится в красного гиганта? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Сергей Попов.

Как меняются орбиты планет в планетной системе? Какие факторы влияют на эволюцию экзопланет? Что произойдет с планетами Солнечной системы, когда Солнце превратится в красного гиганта? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Сергей Попов.

На орбиты с расстоянием от звезды в десятки или даже сотни астрономических единиц могут выбрасываться и тяжелые объекты с примерно такими же массами, как у Земли или чуть больше — как у сверхземель. Тогда они тоже будут эволюционировать на некотором масштабе времени. Они будут пытаться подойти ближе к звезде, вернуться обратно за счет взаимодействия с легкими телами. Тяжелые планеты активнее будут рассеивать легкие тела. Поэтому сверхземли могут довольно быстро вернуться обратно: их выкинуло на 300 астрономических единиц, а они сползли на 30 астрономических единиц и заняли стабильную орбиту. Более легкие тела с массами, как у Земли или раз в десять больше, будут испытывать трудности с быстрым возвращением. Поэтому относительно недавно появилась очень интересная гипотеза, что, может быть, и в Солнечной системе на расстоянии каких-нибудь 300 астрономических единиц находится сверхземля.

Если мы возьмем звезду типа Солнца, то планеты, подошедшие на расстояние меньше чем 0,02 астрономической единицы, обречены относительно быстро упасть на звезду. Оценки показывают, что это не такой уж редкий процесс. Планеты в галактике падают на звезды примерно раз в несколько лет. Это довольно бурный процесс. При этом происходит довольно мощная и длинная вспышка. Полная светимость такой вспышки, которая в общем может длиться несколько месяцев, довольно велика и может составлять тысячи и десятки тысяч светимостей Солнца. Поэтому, хотя в нашей Галактике такие вспышки происходят редко, за счет этой большой светимости астрономы надеются увидеть их в других галактиках. Считается, что обзорный телескоп следующего поколения LSST сможет видеть много таких событий.

В конце стадии красного гиганта звезда сбрасывает внешние слои. Сброшенная оболочка по массе может составлять десятки процентов от начальной массы звезды. Планеты, которые крутятся вокруг звезды, удерживаются гравитацией, и эта гравитация постепенно становится слабее. Процесс сброса оболочки красного гиганта немгновенен с точки зрения движения планет. Если звезда резко потеряла бы половину своей массы, то все планеты стали бы гравитационно несвязанными и просто разлетелись бы в разные стороны, планетная система перестала бы существовать. Но если даже половину массы звезда сбрасывает медленно, постепенно, то планеты будут подстраиваться под новую ситуацию и двигаться по раскручивающимся спиралям.

Источник: postnauka.ru