En studie av astronomer vid University College London och University of Warwick visar att åldrande stjärnor förstör jätteplaneter som kretsar i närheten när de expanderar till röda jättar. Med hjälp av NASAs TESS-teleskop analyserade forskarna nästan ett halvt miljoner stjärnor och fann betydligt färre planeter i nära omloppsbana runt mer utvecklade stjärnor. Detta ger direkt bevis för planetförstörelse genom tidvatteninteraktioner.
Åldrande stjärnor, när de förbrukat sitt vätebränsle, kyls ner och expanderar till röda jättar, en fas som vår sol förväntas gå in i om cirka fem miljarder år. En ny studie publicerad i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society undersökte nästan ett halvt miljoner stjärnor i den tidiga post-huvudsekvensfasen av evolutionen. Forskargruppen identifierade 130 planeter och potentiella kandidater med korta omloppsbanor på högst 12 dagar, inklusive 33 nya upptäckter, genom att analysera dippar i stjärnljus från NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).
Resultaten visar ett tydligt mönster: jätteplaneter i nära omloppsbana är betydligt mindre vanliga runt stjärnor som har utvecklats längre till röda jättar. Den övergripande förekomsten bland post-huvudsekvensstjärnor är 0,28 %, sjunkande till 0,35 % för yngre och bara 0,11 % för de mest utvecklade röda jättarna. Denna minskning tyder på att många planeter har slukats av sina värdstjärnor.
Huvudförfattaren Dr. Edward Bryant från Mullard Space Science Laboratory vid UCL och University of Warwick uppgav: "Detta är starkt bevis för att när stjärnor utvecklas från sin huvudsekvens kan de snabbt få planeter att spiralera in i dem och förstöras. Detta har varit föremål för debatt och teori under lång tid, men nu kan vi se effekten direkt och mäta den på nivån av en stor population av stjärnor."
Förstörelsemekanismen involverar tidvatteninteraktioner, där den expanderande stjärnans gravitation får planetens omloppsbana att krympa, vilket leder till att den spiralerar inåt. Som Dr. Bryant förklarade: "Precis som månen drar i jordens hav för att skapa tidvatten, drar planeten på stjärnan. Dessa interaktioner saktar ner planeten och får dess omloppsbana att krympa, vilket gör att den spiralerar inåt tills den antingen bryts sönder eller faller in i stjärnan."
Medförfattaren Dr. Vincent Van Eylen tillade: "Om några miljarder år kommer vår egen sol att växa och bli en röd jätte. När detta händer, kommer solsystemets planeter att överleva? Vi finner att i vissa fall gör planeter det inte. Jorden är säkert säkrare än de jätteplaneter i vår studie, som är mycket närmare sin stjärna. Men vi tittade bara på den tidigaste delen av post-huvudsekvensfasen... Jorden själv kanske överlever solens röda jättefas. Men livet på jorden skulle troligen inte göra det."
Studien fokuserade på de första en eller två miljoner åren av post-huvudsekvensutveckling. Framtida massmätningar av dessa planeter, via stjärnors vaklingar, kommer att klargöra förstörelsesprocessen. Forskningen stöddes av UK Science and Technology Facilities Council.