Planetas pequenos e resistentes tem maior probabilidade de sobreviver à morte de suas estrelas

Um asteróide dilacerado pela forte gravidade de uma anã branca formou um anel de partículas de poeira e detritos que orbitam o núcleo estelar queimado do tamanho da Terra. Crédito: Universidade de Warwick / Mark Garlick

Planetas pequenos e resistentes, repletos de elementos densos, têm a melhor chance de evitar serem esmagados e engolidos quando sua estrela-mãe morre, descobriu uma nova pesquisa da Universidade de Warwick. A nova pesquisa foi publicada na revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society . 

Os astrofísicos do Grupo de Astronomia e Astrofísica de Warwick modelaram as chances de os diferentes planetas serem destruídos pelas forças de maré quando suas estrelas hospedeiras se tornam anãs brancas e determinaram os fatores mais significativos que decidem se eles evitam a destruição .

Seu "guia de sobrevivência" para exoplanetas pode ajudar os astrônomos a localizar potenciais exoplanetas em torno de estrelas anãs brancas , enquanto uma nova geração de telescópios ainda mais poderosos está sendo desenvolvida para procurá-los.

A maioria das estrelas, como o nosso próprio Sol, acabará ficando sem combustível, encolherá e se tornará anãs brancas. Alguns corpos em órbita que não são destruídos no redemoinho causado quando a estrela explode, suas camadas externas serão então submetidas a mudanças nas forças de maré à medida que a estrela colapsa e se torna super-densa. As forças gravitacionais exercidas em qualquer planeta em órbita seriam intensas e potencialmente as arrastariam para novas órbitas, chegando mesmo a empurrar algumas delas para fora em seus sistemas solares.

Ao modelar os efeitos da mudança da gravidade da anã branca em corpos rochosos em órbita, os pesquisadores determinaram os fatores mais prováveis ​​que farão com que um planeta se mova dentro do "raio de destruição" da estrela; a distância da estrela onde um objeto mantido unido apenas por sua própria gravidade se desintegrará devido às forças de maré. Dentro do raio de destruição, um disco de detritos de planetas destruídos se formará.

Embora a sobrevivência de um planeta seja dependente de muitos fatores, os modelos revelam que quanto mais massivo o planeta, maior a probabilidade de que ele seja destruído por interações de maré.

Mas a destruição não é certa baseada apenas na massa e depende em parte da viscosidade, uma medida de resistência à deformação: exo-Terras de baixa viscosidade são facilmente engolidas mesmo que residam em distâncias de até cinco vezes a distância entre o centro da anã branca e sua raio de destruição. A lua de Saturno Enceladus - freqüentemente descrita como uma "bola de neve suja" - é um bom exemplo de um planeta homogêneo de baixíssima viscosidade.

As exo-Terras de alta viscosidade são facilmente engolidas somente se residirem a distâncias dentro do dobro da distância entre o centro da anã branca e seu raio de destruição. Estes planetas seriam compostos inteiramente de um núcleo denso de elementos mais pesados, com uma composição similar ao planeta "heavy metal" descoberto por outra equipe de astrônomos da Universidade de Warwick recentemente. Aquele planeta evitou a imersão porque é tão pequeno quanto um asteróide.

O Dr. Dimitri Veras, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: "O artigo é um dos primeiros estudos dedicados a investigar os efeitos de maré entre anãs brancas e planetas. Esse tipo de modelagem terá uma crescente relevância nos próximos anos, quando corpos rochosos adicionais provavelmente serão descobertos perto de anãs brancas. "

"Nosso estudo, embora sofisticado em vários aspectos, trata apenas planetas rochosos homogêneos que são consistentes em sua estrutura. Um planeta multicamadas, como a Terra, seria significativamente mais complicado de calcular, mas estamos investigando a viabilidade de fazê-lo também. "

A distância da estrela, como a massa do planeta, tem uma correlação robusta com a sobrevivência ou a imersão. Sempre haverá uma distância segura da estrela e essa distância segura depende de muitos parâmetros. Em geral, um planeta rochoso homogêneo que resida em um local a partir da anã branca, que está além de um terço da distância entre Mercúrio e o Sol, é garantido para evitar ser engolido pelas forças de maré .

Dr. Veras disse: "Nosso estudo leva os astrônomos a procurar por planetas rochosos perto - mas fora do raio de destruição da anã branca. Até agora, as observações se concentraram nesta região interna, mas nosso estudo demonstra que os planetas rochosos podem sobreviver interações de maré com a anã branca de um modo que empurra os planetas levemente para fora.

"Os astrônomos também devem procurar assinaturas geométricas em discos de detritos conhecidos. Essas assinaturas podem ser o resultado de perturbações gravitacionais de um planeta que reside fora do raio de destruição. Nestes casos, os discos teriam sido formados anteriormente pelo esmagamento de asteróides. que periodicamente se aproximam e entram no raio de destruição da anã branca. "

Fonte: Phys.org