Un asteroide destrozado por la fuerte gravedad de una enana blanca ha formado un anillo de partículas de polvo y escombros que orbitan alrededor del núcleo estelar quemado del tamaño de la Tierra. Crédito:Universidad de Warwick / Mark Garlick
Pequeña, Los planetas resistentes llenos de elementos densos tienen la mejor oportunidad de evitar ser aplastados y tragados cuando muere su estrella anfitriona. ha encontrado una nueva investigación de la Universidad de Warwick. La nueva investigación se publica en la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .
Astrofísicos del Grupo de Astronomía y Astrofísica de Warwick modelaron las posibilidades de que diferentes planetas sean destruidos por las fuerzas de las mareas cuando sus estrellas anfitrionas se conviertan en enanas blancas y han determinado los factores más importantes que deciden si evitan la destrucción.
Su 'guía de supervivencia' para exoplanetas podría ayudar a guiar a los astrónomos a localizar posibles exoplanetas alrededor de estrellas enanas blancas. a medida que se está desarrollando una nueva generación de telescopios aún más potentes para buscarlos.
La mayoría de las estrellas como nuestro propio Sol se quedarán sin combustible eventualmente y se encogerán y se convertirán en enanas blancas. Algunos cuerpos en órbita que no se destruyen en la vorágine causada cuando la estrella destruye sus capas externas, estarán sujetos a cambios en las fuerzas de las mareas a medida que la estrella colapsa y se vuelve superdensa. Las fuerzas gravitacionales ejercidas en cualquier planeta en órbita serían intensas y potencialmente los arrastrarían a nuevas órbitas. incluso empujando a algunos más lejos en sus sistemas solares.
Al modelar los efectos del cambio de gravedad de una enana blanca en cuerpos rocosos en órbita, los investigadores han determinado los factores más probables que harán que un planeta se mueva dentro del "radio de destrucción" de la estrella; la distancia desde la estrella donde un objeto que se mantiene unido solo por su propia gravedad se desintegrará debido a las fuerzas de las mareas. Dentro del radio de destrucción se formará un disco de escombros de planetas destruidos.
Aunque la supervivencia de un planeta depende de muchos factores, los modelos revelan que cuanto más masivo es el planeta, es más probable que se destruya a través de interacciones de mareas.
Pero la destrucción no es segura basándose solo en la masa y depende en parte de la viscosidad, una medida de resistencia a la deformación:las exo-Tierras de baja viscosidad se tragan fácilmente incluso si residen en separaciones dentro de cinco veces la distancia entre el centro de la enana blanca y su radio de destrucción. Encelado, la luna de Saturno, a menudo descrita como una "bola de nieve sucia", es un buen ejemplo de un planeta homogéneo de muy baja viscosidad.
Las exo-Tierras de alta viscosidad se tragan fácilmente solo si residen a distancias dentro del doble de la separación entre el centro de la enana blanca y su radio de destrucción. Estos planetas estarían compuestos enteramente por un núcleo denso de elementos más pesados, con una composición similar al planeta 'heavy metal' descubierto recientemente por otro equipo de astrónomos de la Universidad de Warwick. Ese planeta ha evitado ser engullido porque es tan pequeño como un asteroide.
Dr. Dimitri Veras, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo:"El documento es uno de los primeros estudios dedicados que investigan los efectos de las mareas entre las enanas blancas y los planetas. Este tipo de modelado tendrá una relevancia creciente en los próximos años, cuando es probable que se descubran más cuerpos rocosos cerca de las enanas blancas ".
"Nuestro estudio, aunque sofisticado en varios aspectos, solo trata los planetas rocosos homogéneos que son consistentes en su estructura en todo momento. Un planeta de múltiples capas, como la tierra sería mucho más complicado de calcular, pero también estamos investigando la viabilidad de hacerlo ".
Distancia de la estrella como la masa del planeta, tiene una fuerte correlación con la supervivencia o el hundimiento. Siempre habrá una distancia segura de la estrella y esta distancia segura depende de muchos parámetros. En general, un planeta rocoso homogéneo que reside en una ubicación de la enana blanca que está más allá de aproximadamente un tercio de la distancia entre Mercurio y el Sol está garantizado para evitar ser tragado por las fuerzas de las mareas.
El Dr. Veras dijo:"Nuestro estudio impulsa a los astrónomos a buscar planetas rocosos cerca, pero justo fuera, del radio de destrucción de la enana blanca. Hasta ahora, las observaciones se han centrado en esta región interior, pero nuestro estudio demuestra que los planetas rocosos pueden sobrevivir a las interacciones de las mareas con la enana blanca de una manera que empuja a los planetas ligeramente hacia afuera.
"Los astrónomos también deberían buscar firmas geométricas en discos de escombros conocidos. Estas firmas podrían ser el resultado de perturbaciones gravitacionales de un planeta que reside justo fuera del radio de destrucción. En estos casos, los discos se habrían formado antes por el aplastamiento de asteroides que periódicamente se acercan y entran en el radio de destrucción de la enana blanca ".