Смерть звезды вытолкнет из системы HR 8799 планеты, движущиеся в идеальном ритме

Астрономы из Уорикского и Эксетерского университетов, смоделировали, как изменение гравитационных сил в системе HR 8799 после того, как звезда превратится в белый карлик, заставит ее планеты улететь со своих орбит и отскочить друг от друга, выталкивая при этом материл с дисков обломков в атмосферу звезды, сообщает пресс-служба Уорикского университета. Выводы ученых опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Система HR 8799 находится на расстоянии 135 световых лет от нас. Она состоит из звезды типа А возрастом 30-40 миллионов лет и четырех планет, которые в пять раз массивнее Юпитера и которые вращаются очень близко друг к другу. Система также содержит два диска обломков, один из которых находится внутри орбиты ближайшей к звезде планеты, а другой – за пределами самой дальней. Недавние исследования показали, что четыре планеты двигаются в идеальном ритме: орбита каждой в два раза больше орбиты своего соседа. 

Ученые решили узнать окончательную судьбу системы, создав модель, которая позволила им играть в «планетарный пинбол», исследуя, что может вызвать дестабилизацию идеального ритма. Они определили, что резонанс, который держит вместе четыре планеты, вероятно, сохранится в течение следующих трех миллиардов лет, несмотря на влияние галактических приливов. Однако резонанс неизбежно нарушится, когда звезда войдет в фазу, в которой она сначала становится красным гигантом, увеличиваясь в несколько сотен раз по сравнению с нынешними размерами, а затем выбрасывает почти половину своей массы, превращаясь в белого карлика.

Затем система из ритмичной превратится в очень хаотичную – и движения планет станут очень неопределенными. Даже изменение положения планеты на сантиметр в начале процесса может кардинально изменить движение всей системы.

«Планеты будут гравитационно разлетаться друг от друга. В одном случае самая внутренняя планета может быть выброшена из системы. Или, в другом случае, третья планета может быть выброшена из системы. Или вторая и четвертая планеты могут поменяться местами. Любая комбинация возможна только с небольшими изменениями, – отметил ведущий автор исследования, доктор Димитри Верас из физического факультета Уорикского университета. – Они такие большие и находятся так близко друг к другу, что единственное, что удерживает их в этом идеальном ритме прямо сейчас, – это расположение их орбит. Все четыре соединены в эту цепочку. Как только звезда потеряет массу, их положение изменится, тогда двое из них разлетятся друг от друга, вызывая цепную реакцию между всеми четырьмя».

Независимо от точного движения планет, одна вещь, в которой команда уверена, – это то, что планеты будут перемещаться достаточно, чтобы вытеснить материал с дисков обломков системы в атмосферу звезды. Именно этот тип обломков анализируют сегодня астрономы, чтобы узнать историю других систем белых карликов.

[Иллюстрация: UNIVERSITY OF WARWICK/MARK GARLICK]