L'évolution des marées amène-t-elle les étoiles à manger des planètes?

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Avec le succès de la mission Kepler, la viabilité de la recherche de planètes via des transits est arrivée à maturité. Sur la base du pourcentage d’étoiles avec des planètes super Joviennes à proximité du Soleil, une observation Hubble sur l’amas globulaire 47 Tuc devrait trouver environ 17 «Jupiters chauds». Pourtant, aucun n'a été trouvé. Des études de suivi sur d'autres régions de 47 Tuc, publiées en 2005, ont également signalé un manque similaire de signaux.

L'effet subtil des forces de marée aurait-il pu faire consommer les planètes par leurs étoiles parentes?

Au sein de notre système solaire, les effets des influences des marées sont plus subtils que la destruction planétaire. Mais sur les étoiles avec des planètes massives sur des orbites étroites, les effets peuvent être très différents. Comme une planète orbiterait autour de son étoile parente, son attraction gravitationnelle entraînerait la photosphère de l'étoile vers elle. Dans un environnement sans frottement, le renflement soulevé resterait directement sous la planète. Puisque le monde réel a de véritables frictions, le renflement sera déplacé.

Si l'étoile tourne plus lentement que les orbites de la planète (un scénario probable pour se rapprocher des planètes puisque les étoiles se ralentissent par rupture magnétique pendant la formation), le renflement suivra derrière la planète puisque l'attraction doit rivaliser avec le matériau photosphérique à travers lequel elle tire. C'est le même effet qui se produit entre le système Terre-Lune et c'est pourquoi nous n'avons pas de marées chaque fois que la lune est au-dessus, mais plutôt, les marées se produisent quelque temps plus tard. Ce renflement retardé crée une composante de la force gravitationnelle opposée à la direction du mouvement de la planète, la ralentissant. Au fil du temps, la planète se rapproche de l'étoile grâce à ce couple qui augmente la force gravitationnelle et accélère le processus jusqu'à ce que la planète pénètre finalement dans la photosphère de l'étoile.

Étant donné que les découvertes de transit reposent sur le plan orbital des planètes qui est exactement en ligne avec son étoile parente et notre planète, cela favorise les planètes sur une orbite très étroite, car les planètes plus éloignées sont plus susceptibles de passer au-dessus ou en dessous de leur étoile parente vue de la Terre. Il en résulte que les planètes qui pourraient être découvertes par cette méthode sont particulièrement sujettes à ce ralentissement et à cette destruction. Cet effet avec la combinaison de la vieillesse de 47 Tuc, peut expliquer le manque de découvertes.

À l'aide d'une simulation de Monte-Carlo, un article récent explore cette possibilité et constate que, avec les effets de marée, la non-détection dans 47 Tuc est complètement prise en compte sans qu'il soit nécessaire d'inclure des raisons supplémentaires (comme une carence en métal dans le cluster). Cependant, pour aller au-delà de la simple explication d'un résultat nul, l'équipe a fait plusieurs prédictions qui serviraient à confirmer la destruction de telles planètes. Si une planète était entièrement consommée, les éléments les plus lourds devraient être présents dans l'atmosphère de leur étoile parente et donc être détectables via leurs spectres contrairement à la composition chimique globale de l'amas. Les planètes qui avaient été dépouillées de l'atmosphère en remplissant leurs lobes de roche pouvaient encore être détectées comme un excès de super-terres rocheuses.

Un autre test pourrait permettre de comparer plusieurs des amas ouverts visibles dans l'étude Kepler. Si les astronomes trouvaient une diminution de la probabilité de trouver des Jupiters chauds correspondant à une diminution avec l'âge de l'amas, cela confirmerait également l'hypothèse. Étant donné que plusieurs de ces grappes existent dans la zone prévue pour l'enquête Kepler, cette option est la plus facilement accessible. En fin de compte, ce résultat montre clairement que, si les astronomes s'appuient sur des méthodes qui conviennent le mieux aux planètes à courte période, ils peuvent avoir besoin d'élargir suffisamment leur fenêtre d'observation car les planètes avec une période suffisamment courte peuvent être sujettes à être consommées.

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