Земля в списке на уничтожение: Солнце превратится в гиганта и оставит от нас только пепел

Когда звёзды вроде нашего Солнца исчерпывают своё топливо, они вступают в новую, впечатляющую и разрушительную фазу — становятся красными гигантами. Новое исследование астрономов из Калифорнийского университета в Лондоне и Уорикского университета показало, что в этот период звёзды способны буквально "поглощать" свои ближайшие планеты-гиганты. Это открытие не только подтверждает давние теории, но и помогает заглянуть в далёкое будущее нашей собственной планетной системы.

Как звёзды уничтожают свои планеты

Когда в ядре звезды заканчивается водород, она начинает расширяться, превращаясь в красного гиганта. Температура поверхности падает, но радиус увеличивается в десятки и сотни раз. Это приводит к тому, что звезда начинает воздействовать на ближайшие к ней планеты. Силы гравитации и приливные взаимодействия между ними усиливаются настолько, что орбиты планет начинают сжиматься.

"Это убедительное доказательство того, что, когда звёзды выходят из своей главной последовательности, они могут быстро вызывать вращение планет по спирали и их разрушение", — сказал ведущий автор исследования Эдвард Брайант (Калифорнийский университет в Лондоне, Уорикский университет).

Проще говоря, звезда словно "тянет" планету к себе. Трение и приливные силы замедляют вращение планеты, заставляя её постепенно приближаться к поверхности звезды. В итоге планета либо разрушается под действием колоссальных приливных сил, либо полностью поглощается.

Что показало исследование

Учёные проанализировали данные почти 500 000 звёзд, находящихся в ранней фазе после главной последовательности — стадии, когда звезда только начинает превращаться в красного гиганта. С помощью спутника NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) исследователи искали небольшие провалы яркости — сигналы, указывающие на прохождение планет перед диском звезды.

После анализа 15 000 сигналов команда выделила 130 планет и кандидатов, из которых 33 были обнаружены впервые. Большинство этих объектов — гигантские планеты с коротким орбитальным периодом (менее 12 дней). Оказалось, что частота существования таких планет резко падает по мере эволюции звезды:

• у молодых пост-солнечных звёзд — 0,35%,

• у более "пожилых" красных гигантов — всего 0,11%.

Это указывает на то, что значительная часть планет просто исчезает — разрушаясь или поглощаясь своей звездой.

Почему планеты не выживают

Главная причина — приливное взаимодействие. Оно действует как "гравитационное перетягивание каната". Звезда тянет планету, а та — звезду. Но с ростом радиуса и массы звезды этот процесс становится неустойчивым. В результате орбита планеты стремительно сокращается, пока она не начинает спиралевидное падение.

"Земля, безусловно, безопаснее, чем планеты-гиганты в нашем исследовании… Но жизнь на Земле, вероятно, не сможет", — добавил соавтор Винсент Ван Эйлен (Университетский колледж Лондона).

Судьба Земли и Солнечной системы

Через пять миллиардов лет Солнце также расширится и превратится в красного гиганта. Учёные считают, что Меркурий и Венера почти наверняка будут поглощены. Судьба Земли менее очевидна: возможно, она выживет, но потеряет атмосферу и океаны. Даже если планета физически сохранится, жизнь на ней станет невозможной из-за чудовищного тепла и нестабильности солнечного ветра.

Как учёные проверяют гипотезы

Чтобы убедиться, что обнаруженные объекты действительно являются планетами, а не малыми звёздами или коричневыми карликами, исследователи измеряют массу и орбитальные колебания их звёзд. По тому, насколько сильно звезда "качает" в ответ на гравитационное влияние планеты, можно определить массу последней и понять, подвержена ли она приливному разрушению.

Эти измерения помогут уточнить, насколько быстро происходят процессы "звёздного поедания" и как часто планеты погибают в объятиях своих умирающих солнц.

Исторический контекст и значение открытия

1. Красные гиганты — это поздняя стадия жизни звёзд, подобных Солнцу. Они расширяются до орбит внутренних планет, прежде чем сбрасывают внешние оболочки и становятся белыми карликами.

2. TESS и другие миссии (например, Kepler, Gaia) позволяют фиксировать мельчайшие изменения яркости звёзд, что делает возможным статистическое исследование миллионов систем.

3. Эта работа впервые показывает на большом массиве данных, что исчезновение планет действительно массовое и закономерное явление.

Мифы и правда

• Миф: планеты могут бесконечно существовать, пока их звезда не погаснет.
  Правда: при переходе в фазу красного гиганта звезда способна уничтожить свои ближайшие миры.

• Миф: только маленькие планеты страдают от приливных сил.
  Правда: чаще всего исчезают именно гиганты — Юпитероподобные планеты, находящиеся слишком близко к звезде.

• Миф: Земля полностью сгорит, когда Солнце станет гигантом.
  Правда: вероятно, Земля выживет физически, но станет безжизненной и выжженной.

Три интересных факта

1. Каждая звезда со временем "чистит" своё окружение, поглощая ближайшие планеты.

2. У некоторых белых карликов уже обнаружены следы разрушенных планет в виде металлических элементов в атмосфере.

3. Процессы приливного взаимодействия между звёздами и планетами могут вызывать вспышки и аномалии в яркости, видимые даже с Земли.

Почему это открытие важно

Исследование помогает понять не только судьбу экзопланет, но и будущее нашей Солнечной системы. Теперь астрономы располагают реальными статистическими доказательствами того, как звёзды "съедают" свои планеты. Это знание позволяет моделировать долгосрочную эволюцию планетных систем и уточнять границы обитаемых зон во Вселенной.