По звезде и планета

По звезде и планета

Астрофизики, ведомые Джастином Креппом (Justin Crepp) из Университета Нотр-Дама (США), поставили себе довольно амбициозную задачу: узнать, сколько планет-гигантов может быть у звёзд-карликов.

Сначала о том, зачем это нужно. Откровенно говоря, открытия тысяч кандидатов в планеты у других звёзд застали астрономию немного врасплох. Если нам сейчас что-то и понятно наверняка — так это то, что наша система сильно отличается от большинства иных, где планеты, включая газовые гиганты, часто очень близки к своим светилам и весь «планетный набор» помещается в пределах орбиты Меркурия. При этом очевидно, что как минимум часть газовых гигантов вроде «горячих Юпитеров» мигрировала к своей звезде сравнительно поздно, попутно «выбив» из системы планеты поменьше и отправив их по «спирали в космические дали».

Очевидно, в ряде таких случаев гиганты просто обрекают свои системы на безжизненность, а потому количество огромных планет вокруг того или иного класса звёзд прямо соотносится с вероятностью обнаружения жизни в таких системах, ибо если в Солнечной системе (по счастливой случайности) четыре газовых гиганта не вышвырнули вовне все планеты земной группы, то в окружающем космосе такое случалось сплошь и рядом.

Итак, зачем — понятно. Ситуация с вопросом «как» сложнее. Авторы уверены: скомбинировав данные метода лучевых скоростей и итоги прямых наблюдений экзопланет, они получили достоверную статистику по количеству гигантских планет вокруг среднего красного карлика. «Мы изобрели новую технику, позволяющую нам всматриваться далеко за пределы орбит, доступных для предшествовавших наблюдений, — заявляет Джастин Крепп. — Наши результаты доказывают, что маломассивные звёзды формируют не так много планет, сходных с Юпитером, и происходит это, вероятно, потому, что в сравнении с солнцеподобными светилами карлики изначально имеют меньше материала в протопланетном диске».

Утверждение обязывающее, да и его авторы претендуют на выявление гигантских планет на удалении до 20 астрономических единиц от каждого из 111 исследованных красных карликов. Предшествующие работы, основанные на методе лучевых скоростей, позволяли найти планеты такого типа не дальше четырёх а. е. от звезды.

Метод на словах кажется простым. Высококонтрастное прямое фотографирование планеты эффективно лишь в случае молодых небесных тел, но в сочетании с методом лучевых скоростей его возможности могут серьёзно вырасти. Астрономы измеряли ускорение в радиальных скоростях планеты, а затем сверяли его с последующими прямыми наблюдениями, чтобы исключить возможность появления ускорения в результате воздействия второй звезды той же системы. Все оставшиеся после отсева значения использовались для идентификации крупных планет, находящихся слишком далеко от своей звезды, чтобы их можно было обнаружить напрямую методом Доплера.

В итоге, согласно авторам работы, 6,5 ± 3,0% всех красных карликов имеют газовые гиганты на удалении не более 20 а. е. Разумеется, это далеко не все такие тела: в нашей системе гигантские планеты в принципе могут находиться дальше 20 а. е. Но даже если юпитероподобные тела и могут располагаться в 20 с лишним а. е. от красных карликов, то на таком удалении они не способны выбросить свей гравитацией планеты земной группы из системы — а значит, данные такого рода в принципе можно использовать для оценки шансов малых планет на устойчивое существование в системах красных карликов.

Как видим, такая вероятность весьма высока: даже в худшем случае лишь каждый десятый красный карлик несёт в себе нечто юпитероподобное. В то же время предшествующие работы по частоте наличия планет-гигантов у звёзд вроде Солнца показывают, что эта вероятность намного выше. А значит, системы жёлтых карликов намного опаснее для малых планет, нежели окрестности красных карликов.

Отчёт об исследовании принят к публикации в издании Astrophysical Journal, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Университета Нотр-Дама.