World

Simulasi mengungkapkan hidrodinamika menelan planet dengan memperluas bintang


Simulasi mengungkapkan hidrodinamika menelan planet dengan memperluas bintang

Dalam skema menelan planet ini, gambar di sebelah kiri menunjukkan sebuah planet di dalam bintang raksasa, dengan lintasan peluruhan orbitnya sebagai garis putus-putus. Gambar di sebelah kanan menunjukkan kepadatan dan kecepatan dalam simulasi aliran di dekat planet. Kredit: Ricardo Yarza dkk.

Ketika matahari kita menghabiskan bahan bakar hidrogen di intinya sekitar 5 miliar tahun dari sekarang, ia akan berkembang menjadi raksasa merah, menelan planet-planet dalam. Dinamika dan kemungkinan hasil dari menelan planet kurang dipahami, tetapi dianggap sebagai nasib yang relatif umum untuk sistem planet.

Sebuah studi baru menggunakan simulasi hidrodinamik mengungkapkan gaya yang bekerja pada sebuah planet ketika ditelan oleh bintang yang sedang berkembang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa interaksi benda substellar (planet atau katai coklat) dengan gas panas di selubung luar bintang mirip matahari dapat menyebabkan berbagai hasil tergantung pada ukuran objek yang ditelan dan tahap evolusi bintang.

Penulis utama Ricardo Yarza di University of California, Santa Cruz, akan mempresentasikan temuan baru pada 13 Juni 2022, pada pertemuan ke-240 American Astronomical Society (AAS) di Pasadena.

“Bintang yang berevolusi bisa ratusan atau bahkan ribuan kali lebih besar dari planet mereka, dan perbedaan skala ini membuat sulit untuk melakukan simulasi yang secara akurat memodelkan proses fisik yang terjadi pada setiap skala,” kata Yarza, seorang mahasiswa pascasarjana di bidang astronomi dan astrofisika di UCSC. “Sebaliknya, kami mensimulasikan bagian kecil bintang yang berpusat di planet ini untuk memahami aliran di sekitar planet dan mengukur gaya hambat yang bekerja padanya.”

Hasilnya dapat membantu menjelaskan pengamatan baru-baru ini terhadap planet dan katai coklat yang mengorbit dekat sisa-sisa bintang seperti katai putih dan subdwarf. Studi sebelumnya telah menyarankan bahwa sistem ini mungkin merupakan hasil akhir dari proses menelan planet yang melibatkan penyusutan orbit tubuh yang ditelan dan pengusiran lapisan luar bintang.

“Saat planet bergerak di dalam bintang, gaya tarik mentransfer energi dari planet ke bintang, dan selubung bintang bisa menjadi tidak terikat jika energi yang ditransfer melebihi energi ikatnya,” jelas Yarza.







Animasi menunjukkan evolusi kepadatan dan aliran dalam simulasi sebuah planet yang tertanam dalam selubung bintang raksasa, menunjukkan interaksi planet yang menginspirasi dengan gas di sekitarnya. Kredit: Ricardo Yarza dkk.

Menurut perhitungan Yarza dan rekan-rekannya, tidak ada benda substellar yang lebih kecil dari sekitar 100 kali massa Jupiter yang dapat mengeluarkan selubung bintang mirip matahari sebelum ia berkembang menjadi sekitar 10 kali radius matahari. Namun, pada tahap evolusi dan ekspansi bintang selanjutnya, selubung bintang dapat dikeluarkan oleh objek sekecil sepuluh kali massa Jupiter, yang akan mengecilkan orbitnya beberapa kali lipat dalam prosesnya.

Studi ini juga menemukan bahwa menelan planet dapat meningkatkan luminositas bintang mirip matahari dengan beberapa kali lipat hingga beberapa ribu tahun, tergantung pada massa objek yang ditelan dan tahap evolusi bintang.

Kerangka kerja yang disediakan oleh penelitian ini dapat dimasukkan ke dalam pekerjaan masa depan untuk mengeksplorasi efek dari menelan pada struktur bintang. “Pekerjaan kami dapat menginformasikan simulasi menelan planet pada skala bintang dengan memberikan gambaran referensi yang akurat dari fisika pada skala planet,” kata Yarza.

Berbagai macam sistem planet sekarang telah dijelaskan oleh program pencarian planet ekstrasurya. Saat sistem ini berevolusi, sebagian kecil kemungkinan besar akan mengalami menelan planet. “Kami percaya itu relatif umum,” kata Yarza.

Sebuah makalah tentang temuan baru telah diajukan untuk dipublikasikan di Jurnal Astrofisika. Penulis senior makalah ini adalah Enrico Ramirez-Ruiz, profesor astronomi dan astrofisika, dan Dongwook Lee, profesor matematika terapan, keduanya di UC Santa Cruz.

Ramirez-Ruiz mengatakan dia terkesan dengan pekerjaan Yarza di proyek ini. “Ada banyak bahan untuk sukses di tingkat tertinggi penelitian astrofisika, termasuk kreativitas, selera dalam pemilihan pertanyaan kunci, kekuatan dan jangkauan pengetahuan, kemampuan mengomunikasikan hasil ilmiah, penguasaan teknis, dan kemandirian. Ricardo menonjol karena karyanya vektor besar di semua dimensi fundamental ini,” katanya.


TESS mengungkapkan planet yang mustahil


Informasi lebih lanjut:
Hidrodinamika dan kemampuan bertahan selama menelan planet urutan-utama, arXiv:2203.11227v1 [astro-ph.SR] arxiv.org/abs/2203.11227

Disediakan oleh University of California – Santa Cruz

Kutipan: Simulasi mengungkapkan hidrodinamika menelan planet dengan memperluas bintang (2022, 13 Juni) diambil 14 Juni 2022 dari

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.



Artikel ini pertama kali tayang di situs phys.org

Related Articles

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Back to top button