Od gazu i pyłu do życia

Głównym założeniem finansowanego ze środków UE projektu PLANES (Unfolding the evolution of planetary systems) było zrozumienie, w jaki sposób ewolucja gwiazd macierzystych może wpływać na kształt układów planetarnych. Naukowcy starali się także ustalić, czy wchłonięcie planet przez układ ma z kolei wpływ na ewolucję gwiazd.

Obserwacje i badania teoretyczne wskazują, że w układach planetarnych, które przeżywają starzenie się gwiazdy macierzystej poprzez ciąg główny, a następnie fazę olbrzyma, zachodzą zmiany orbitalne, zanim staną się stabilne w kolejnej fazie białego karła. Planety poruszające się po orbitach blisko olbrzyma mogą zostać wchłonięte przez rozszerzającą się gwiazdę.

Następnie, naukowcy uczestniczący w projekcie PLANES zbadali efekty zwiększania się promienia orbity planet w miarę utraty masy przez gwiazdę oraz sił pływowych wynikających z konwektywnych otoczek gwiazd.

W przypadku gazowych olbrzymów, siły pływowe są wystarczająco silne, by wciągnąć je do otoczki gwiazdy. Na planety o mniejszej masie działają słabsze siły pływowe. Tylko planety o zwiększających się promieniach orbit mogą przetrwać ewolucję gwiazdy.

Uczestnicy projektu PLANES stwierdzili także, że istnienie małych planet w późnym okresie życia planety uzależnione jest od metaliczności gwiazdy, ale nie w tak dużym stopniu jak w przypadku większych planet. W przypadku niskiej metaliczności najprawdopodobniej ilość ciężkich pierwiastków — cięższych niż wodór i hel — jest zbyt mała, by stworzyć większe rdzenie, przez co mamy do czynienia tylko z małymi ciałami skalistymi.

Powstawanie planet jest jednak nieodłącznie związane z właściwościami chemicznymi, jak i fizycznymi gwiazdy macierzystej oraz materiału okołogwiazdowego. Nowe modele ewolucji gwiazd uwzględniają procesy magnetyczne, takie jak oddziaływania magnetyczne między rdzeniem gwiazdy a jej otoczką, które są niezbędne do wyjaśnienia obserwacji.

Dysponując symulacjami prędkości obrotu obserwowanymi w ewolucji gwiazd ciągu głównego, uczestnicy projektu PLANES rozpoczęli badanie formowania się mgławic.

Pełniejsza wiedza na temat później ewolucji gwiazd oraz jej wpływu na przetrwanie planet powinna mieć implikacje dla wielu dziedzin astronomii, w tym poszukiwań życia pozaziemskiego.