So tragisch es auch ist, die Verschlingung eines planetaren Objekts durch seinen stellaren Elternteil ist ein allgemeines Szenario im gesamten Universum. Aber es muss nicht im Untergang enden. Ein Team von Astrophysikern hat mithilfe von Computersimulationen herausgefunden, dass Planeten nicht nur überleben können, wenn ihr Stern sie frisst, sondern auch ihre zukünftige Entwicklung vorantreiben können.
Modelle zur Entstehung von Planetensystemen haben gezeigt, dass viele Planeten am Ende oft von ihrem Mutterstern verzehrt werden. Es ist einfach eine Frage der Orbitaldynamik. Zufällige Wechselwirkungen zwischen neu entstehenden Planeten und der protoplanetaren Scheibe, die einen jungen Stern umgibt, können Planeten auf chaotische Bahnen schicken. Einige dieser Flugbahnen treiben den Planeten schließlich ganz aus dem System, während andere Flugbahnen sie in den Stern hineinschleudern.
Eine weitere Gelegenheit zur Verschlingung besteht gegen Ende des Lebens eines Sterns, wenn er zu einem Roten Riesen wird. Auch dies beeinflusst die Gravitationsdynamik des Systems und kann einige große Planeten in die Atmosphäre seines Muttersterns schicken.
Aber überraschenderweise stirbt der Planet nicht immer, wenn dies passiert. Astronomen haben viele seltsame Systeme in der ganzen Galaxie gefunden, die darauf hindeuten, dass Planeten ihre Reise in den Stern überlebt haben. Zum Beispiel gibt es Systeme von Weißen Zwergen, die sehr nahe von einem Riesenplaneten umkreist werden, zu nahe, als dass sich dieser Planet auf natürliche Weise gebildet hätte. Es gibt Sterne mit überraschend vielen schwereren Metallen in ihrer Atmosphäre, ein Zeichen dafür, dass ein felsiges Objekt hineingestürzt ist. Und es gibt Sterne, die viel zu schnell rotieren, ihre Rotationsrate wird durch einen einfallenden Planeten verstärkt.
Kredit: Universum heute
Alle diese Systeme könnten das Ergebnis einer planetaren Verschlingung mit dem Planeten sein, die die weitere Entwicklung des Sterns beeinflusst. Aber kann ein Planet wirklich in der intensiven Atmosphäre eines Sterns überleben? Ein Team von Astrophysikern wollte diese Frage mithilfe von Computersimulationen des Inneren eines Sterns angehen und die Entwicklung und das Schicksal verschiedener Arten von Planeten verfolgen, die hineinfallen könnten. In ihren Simulationen untersuchten sie Planeten unterschiedlicher Masse und auch Braune Zwerge. Ihre Simulationen untermauern die Idee, dass Planeten die Verschlingung überleben können, und ihre Veröffentlichung ist auf der verfügbar arXiv Preprint-Server.
In einigen Fällen kann der Planet zum Beispiel Tausende von Jahren leben und in seiner Atmosphäre um das Zentrum des Sterns wirbeln. Diese Orbitalbewegung kann Material vom Stern abschleudern und die äußeren Ränder der Atmosphäre ausdünnen. In anderen Fällen treibt der Austausch von Orbitalenergie die Temperatur der Sternatmosphäre nach oben, wodurch sie viel heller erscheint als normalerweise.
Aber um die Verschlingung zu überleben, muss der Planet selbst relativ groß sein, mindestens so viel wie Jupiter. Kleine Planeten wie die Erde können unter diesen Bedingungen nicht lange überleben. Aber wenn der Planet groß genug ist und abhängig von der genauen Entwicklung, kann der Planet seinen Durchgang durch den Stern überleben und tatsächlich die Entwicklung des Sterns beschleunigen, so dass er sein Leben schnell beendet und den Planeten aus seiner tödlichen Umarmung befreit.
Mehr Informationen:
Ricardo Yarza et al, Hydrodynamik und Überlebensfähigkeit während der planetarischen Verschlingung nach der Hauptsequenz, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2203.11227