Klein, winterharde planeten vol met dichte elementen hebben de beste kans om te voorkomen dat ze worden verpletterd en opgeslokt wanneer hun gastheerster sterft, nieuw onderzoek van de Universiteit van Warwick heeft gevonden. Het nieuwe onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Astrofysici van de Warwick Astronomy and Astrophysics Group hebben de kans gemodelleerd dat verschillende planeten worden vernietigd door getijdenkrachten wanneer hun gaststerren witte dwergen worden en hebben de belangrijkste factoren bepaald die bepalen of ze vernietiging vermijden.

Hun 'overlevingsgids' voor exoplaneten zou astronomen kunnen helpen bij het lokaliseren van potentiële exoplaneten rond witte dwergsterren, omdat er een nieuwe generatie van nog krachtigere telescopen wordt ontwikkeld om ernaar te zoeken.

De meeste sterren zoals onze eigen zon zullen uiteindelijk zonder brandstof komen te zitten en krimpen en worden witte dwergen. Sommige ronddraaiende lichamen die niet worden vernietigd in de maalstroom die wordt veroorzaakt wanneer de ster zijn buitenste lagen wegschiet, zullen dan worden onderworpen aan verschuivingen in de getijdenkrachten als de ster instort en superdicht wordt. De zwaartekrachten die op planeten in een baan om de aarde worden uitgeoefend, zouden intens zijn en ze mogelijk in nieuwe banen slepen. zelfs wat verder naar buiten duwen in hun zonnestelsel.

Door de effecten van de verandering van de zwaartekracht van een witte dwerg op rotsachtige lichamen te modelleren, de onderzoekers hebben de meest waarschijnlijke factoren bepaald die ervoor zorgen dat een planeet binnen de 'vernietigingsstraal' van de ster beweegt; de afstand tot de ster waar een object dat alleen door zijn eigen zwaartekracht bij elkaar wordt gehouden, zal desintegreren als gevolg van getijdenkrachten. Binnen de vernietigingsstraal zal zich een schijf van puin van vernietigde planeten vormen.

Hoewel het voortbestaan ​​van een planeet van veel factoren afhangt, de modellen laten zien dat hoe massiever de planeet is, hoe groter de kans dat het zal worden vernietigd door getijdeninteracties.

Maar vernietiging is niet zeker op basis van massa alleen en hangt gedeeltelijk af van viscositeit, een maatstaf voor weerstand tegen vervorming:exo-aarde met een lage viscositeit worden gemakkelijk ingeslikt, zelfs als ze zich op afstanden bevinden binnen vijf keer de afstand tussen het centrum van de witte dwerg en zijn vernietigingsstraal. Saturnusmaan Enceladus – vaak omschreven als een 'vuile sneeuwbal' - is een goed voorbeeld van een homogene planeet met een zeer lage viscositeit.

Exo-aardes met een hoge viscositeit kunnen alleen gemakkelijk worden ingeslikt als ze zich op afstanden bevinden binnen twee keer de afstand tussen het centrum van de witte dwerg en zijn vernietigingsstraal. Deze planeten zouden volledig bestaan ​​uit een dichte kern van zwaardere elementen, met een vergelijkbare samenstelling als de 'zware metalen' planeet die onlangs door een ander team van astronomen van de Universiteit van Warwick is ontdekt. Die planeet heeft overspoeling vermeden omdat hij zo klein is als een asteroïde.

Dr. Dimitri Veras, van de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Warwick, zei:"Het artikel is een van de allereerste toegewijde studies die de getijdeneffecten tussen witte dwergen en planeten onderzoeken. Dit type modellering zal de komende jaren steeds relevanter worden, wanneer er waarschijnlijk nog meer rotsachtige lichamen worden ontdekt in de buurt van witte dwergen."

"Onze studie, hoewel verfijnd in verschillende opzichten, behandelt alleen homogene rotsachtige planeten die overal consistent zijn in hun structuur. Een meerlagige planeet, zoals de aarde, zou aanzienlijk ingewikkelder zijn om te berekenen, maar we onderzoeken de haalbaarheid om dit ook te doen."

Afstand van de ster, zoals de massa van de planeet, heeft een robuuste correlatie met overleving of overspoeling. Er zal altijd een veilige afstand tot de ster zijn en deze veilige afstand is afhankelijk van veel parameters. In het algemeen, een rotsachtige homogene planeet die zich op een locatie van de witte dwerg bevindt die meer dan ongeveer een derde van de afstand tussen Mercurius en de zon is, zal gegarandeerd niet worden opgeslokt door getijdenkrachten.

Dr. Veras zei:"Onze studie zet astronomen ertoe aan om naar rotsachtige planeten te zoeken in de buurt van - maar net buiten - de vernietigingsstraal van de witte dwerg. Tot dusver hebben de waarnemingen zich gericht op dit binnenste gebied, maar onze studie toont aan dat rotsachtige planeten getijdeninteracties met de witte dwerg kunnen overleven op een manier die de planeten iets naar buiten duwt.

"Astronomen zouden ook geometrische handtekeningen moeten zoeken in bekende puinschijven. Deze handtekeningen kunnen het resultaat zijn van zwaartekrachtverstoringen van een planeet die zich net buiten de vernietigingsstraal bevindt. In deze gevallen, de schijven zouden eerder zijn gevormd door het verpletteren van asteroïden die periodiek de vernietigingsstraal van de witte dwerg naderen en binnengaan."