Старые звёзды не имеют горячих Юпитеров07.10.2023 02:45

Когда астрономы начали открывать сотни, а затем тысячи экзопланет, они обнаружили, что есть два типа планет, которые не представлены в нашей Солнечной системе. Первые — суперземли. Им присуща граница между большими каменистыми мирами, подобными Земле, и маленькими газовыми планетами, подобными Нептуну. Вторые — горячие Юпитеры,  это большие газовые гиганты, которые обращаются вокруг своей звезды за считанные дни.

Есть вероятность, что на внешней границе нашей солнечной системы скрывается суперземля, астрономы точно знают, что у нашего Солнца нет горячих Юпитеров. Это редкость, так как близко орбитирующие газовые гиганты довольно распространены. Но новое исследование может объяснить, почему в нашей Солнечной системе нет планеты Вулкан.

Одна из причин распространённости экзопланет-горячих Юпитеров связана с наблюдательным эффектом. Большие планеты, обитающие близко к небольшим звёздам, наиболее легко обнаруживаются, поэтому естественно, что астрономы обнаружили множество таких объектов. С годами техника позволила лучше находить разнообразные планеты, и горячие Юпитеры остаются распространёнными, особенно вокруг красных карликовых звёзд. 

Однако, у учёных накопилась статистика, что они менее распространены вокруг звёзд, похожих на наше Солнце, и авторы этого исследования хотели выяснить, почему.

Поэтому они изучили выборку из 382 звёзд, похожих на Солнце, из исследования California Legacy Survey. Это исследование включает спектроскопические данные, поэтому команда могла рассмотреть такие факторы, как металличность и возраст звезда. В этой выборке 46 звёзд имели гигантские газовые планеты, которые команда разделила на горячие Юпитеры (с орбитальными периодами в течение нескольких дней) и холодные Юпитеры (с орбитальными периодами в течение нескольких лет). Сначала оказалось, что холодных Юпитеров больше, чем горячих Юпитеров, что противоречит данным по распределению планет вокруг красных карликов. И команда заметила, что у молодых звёзд Юпитеры нагреваются наиболее вероятно, чем у старых звёзд. Поэтому учёные использовали выборку для создания байесовской модели горячих Юпитеров вокруг звёзд, похожих на наше Солнце. Они обнаружили, что статистически числа снижаются примерно в середине жизни звезды, в возрасте около 6 миллиардов лет.

Это показывает, что в то время как орбиты холодных Юпитеров стабильны на протяжении многих миллиардов лет, орбиты горячих Юпитеров таковыми не являются. Кажется, что орбиты горячих Юпитеров со временем становятся нестабильными, и они в итоге поглощаются своей звездой. В результате горячие Юпитеры редки среди старых звёзд, похожих на Солнце.

Наше Солнце всё ещё находится в начале периода совего среднего возраста, поэтому маловероятно, чтобы у него когда-то был горячий Юпитер, который он поглотил. Нет никаких доказательств того, что в нашей Солнечной системе когда-либо существовал горячий Юпитер. Но если бы в молодости нашего Солнца был такой гигант, он бы успешно смёл любые более маленькие планеты, находящиеся близко к Солнцу. По крайней мере, теперь известно, что хотя горячие Юпитеры распространены, они не являются распространёнными для звёзд среднего возраста, подобных нашему Солнцу.

Исследование также демонстрирует, насколько необычна наша Солнечная система. Звёзды, похожие на Солнце, в относительном смысле редки, а большинство планет орбитируют вокруг красных карликов. По мере того, как астрономы продолжают находить планетарные системы, увеличиваются шансы когда-нибудь обнаружить звёздные системы, более подобных нашей, и лучше изучить не только горячие Юпитеры, но и огромное разнообразие планет, которые существуют во Вселенной.

©  iXBT