Астрономы ведут поиск экзопланетных систем с несколькими звездами

Москва, 22:07, 15 Ноя 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

В космосе на сегодня существует не так уж много известных нам звездных систем с планетными спутниками. Это плодородная почва для изучения, и не только потому, что ближайшая звездная система, Альфа Центавра, содержит тесную двойную пару, которая тщательно исследуется. Третья звезда здесь, конечно, Проксима Центавра, вокруг которой мы уже знаем о существовании планеты в обитаемой зоне. Гораздо более широкий вопрос заключается в том, насколько вероятно, что несколько звездных систем могут принимать экзопланеты?

Этим вопросом в новом исследовании занимается Маркус Муграуэр (Университет Фридриха Шиллера, Йена), который изучал, как существование множества звезд в системе влияет на формирование и развитие планет. Муграуэр работает со вторым выпуском данных из миссии Gaia Европейского космического агентства. Этот релиз содержит данные, собранные Gaia в течение первых 22 месяцев своей миссии. По результатам исследования Муграуэра были обнаружены звездные спутники из 1367 звезд-хозяев экзопланет на расстоянии около 500 парсек от Солнца или примерно 1600 световых лет, как указано в энциклопедии «Внесолнечные планеты».

Эти изображения показывают некоторые из звезд-хозяев экзопланеты со звездами-компаньонами (B, C), которые были обнаружены во время проекта. Изображения представляют собой составные изображения RGB, полученные с помощью панорамного телескопа и системы быстрого реагирования (PanSTARRS) в диапазонах y (960 нм), i (760 нм) и g-диапазоне (480 нм). Изображение в середине показывает иерархическую систему тройных звезд.

В этой работе участвуют 207 звезд-компаньонов, сильно различающихся по массе, температуре и стадии эволюции звезды. Из них 176 оказались двойными, 27 тройных звездных систем, а одна – четырех-звездная система. В каждом случае Муграуэр использует данные Gaia, чтобы продемонстрировать, что звезды-хозяева равноудалены и имеют общее собственное движение.

Самая тяжелая из звезд-компаньонов весит 1,4 солнечной массы; самая легкая — всего 8 процентов массы Солнца. Как и следовало ожидать от их повсеместного распространения, большинство звезд-компаньонов оказываются холодными звездами красными карликами с низкой массой, хотя интересно отметить, что среди белых звездных компаньонов также встречаются восемь белых карликов. Прогнозируемое расстояние между этими хост-системами экзопланет колеблется от 20 до 9100 а.е., при этом максимальная частота составляет 1000 а.е.

Тройная звездная система ок. 800 световых лет от Земли в созвездии Льва со звездой-хозяином планеты K2-27 (яркая звезда слева). Изображение представляет собой составное изображение RGB, полученное с помощью PanSTARRS в y- (960 нм), i- (760 нм) и g-диапазоне (480 нм). Справа от него четко видна первая звезда-спутник (A). Чуть ниже K2-27 находится вторая звезда-компаньон (С), которая слабо светится красным.

Результаты указывают на то, что, скорее всего, разрушительное влияние нескольких звезд в системе, где формируются планеты, в множестве звездных систем контрастирует с частотой множества систем в целом:

Чтобы сравнить долю звезд-компаньонов, обнаруженную в этом исследовании среди звезд-хозяев экзопланет, с таковой для звезд, подобных Солнцу, в целом, необходимо рассмотреть только диапазон прогнозируемого разделения обнаруженных здесь спутников, то есть 19, вплоть до прикладного радиуса поиска 10 000 а.е. Это требует определения периодов обращения обнаруженных спутников, следуя процедуре, описанной профессором Рагхаваном (2010).

Работая с этими вычислениями, Муграуэр приходит к следующему выводу:

Диапазон разделения от 19 до 10 000 а.е. соответствует орбитальным периодам log (P [d]) = 4,59–8,67. В соответствии с распределением периодов у спутников, подобных Солнцу, для этого диапазона периода можно ожидать, что доля звезд-компаньонов будет составлять 30 ± 2%, что примерно в два раза больше, чем доля, найденная в исследовании, представленном здесь, среди звезд-хозяев экзопланет.

Другими словами, частота множества звездных систем, в которых размещаются экзопланеты, составляет примерно половину того, что мы ожидаем от солнечных звезд в целом, а расстояния между спутником и первичной звездой в системах экзопланет примерно в пять раз больше, чем в обычных системах. Возможно, мы смотрим на гравитационное влияние спутника на газопылевой диск, из которого возникают планеты.

Муграуэр говорит: «Эти два фактора, взятые вместе, могут указывать на то, что влияние нескольких звезд в звездной системе нарушает процесс формирования планет, а также дальнейшее развитие их орбит».

Работа Муграуэра продолжается в рамках международной кампании наблюдений, проводимой в Паранальской обсерватории Европейской южной обсерватории в Чили, которая будет применяться, чтобы точнее охарактеризовать вновь открытые звезды-хозяев планет и их спутников.

Изображение: HIP116454 — планетарная звезда-хозяин в созвездии Рыб, и это ок. 200 световых лет от Земли. Звезда сопровождается значительно более слабым белым карликом (B). Изображение представляет собой составное изображение RGB, состоящее из изображений, снятых в i- (760 нм), r- (620 нм) и g-диапазоне (480 нм) в рамках Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Статья Маркуса Муграуэра «Поиск звездных спутников звезд-хозяев экзопланеты путем изучения второго выпуска данных ESA-Gaia» опубликована в «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества», 13 ноября 2019 г.