< Ловцы солнечного ветра поделились новой порцией тайн

«Бесхозных» планет оказалось в два раза больше, чем звезд

18 мая в Архиве электронных препринтов появилась статья большой группы авторов, посвященная изучению событий микролинзирования, длящихся меньше 2 суток, а, следовательно, вызванных небесными телами, чьи массы попадают в диапазон планетных масс.

---

Владислава Ананьева 

Эта работа основана на результатах наблюдений двух обзоров: MOA (The Microlensing Observations in Astrophysics = Наблюдения микролинзирования в астрофизике) и OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment = Оптический эксперимент по гравитационному линзированию).

Явление гравитационного микролинзирования происходит, когда три объекта – звезда-источник, звезда-линза и наблюдатель оказываются почти точно на одной прямой. Гравитационное поле звезды-линзы искривляет лучи звезды-источника, что приводит (с точки зрения наблюдателя) к усилению (иногда в десятки раз!) блеска последней. По виду кривой блеска можно оценить массу звезды-линзы, ее скорость поперек луча зрения и другие параметры.
Для наблюдений микролинзирования на звездах (и других объектах) Галактики наблюдают богатые звездные поля в направлении балджа, где звездная плотность наиболее велика. Этим методом уже было открыто 11 планет, гравитационно связанных со своими звездами.

За время своей работы обзоры MOA и OGLE наблюдали тысячи событий микролинзирования, однако в статье рассматриваются только 474 из них – те, которые удовлетворяют строгим критериям отбора. Среди этих критериев – хорошее соответствие кривой блеска теоретической кривой для события микролинзирования на одиночном объекте и возможность точно оценить время пересечения радиуса Эйнштейна t_E. Такой строгий отбор событий позволяет исключить из рассмотрения явления, имитирующие события микролинзирования (катаклизмические переменные, сверхновые заднего фона, события засветки элементов матрицы космическими лучами и пр.)

Среди 474 событий микролинзирования, отобранных для анализа, 10 оказались очень короткими – их длительность составила меньше 2 суток. Поскольку длительность события пропорциональна корню квадратному из массы линзы, это означает, что масса линз в этих случаях была гораздо меньше массы звезд, и составила 0.3-4 масс Юпитера. Сравнение данных наблюдений с результатами модельных расчетов показало, что свободно плавающих планет примерно в 2 раза (точнее, в 1.8 ^+1.7/_-0.8 раза) больше, чем звезд массами от 0.08 до 1 солнечных масс. Часть из этих планет может быть гравитационно связана со своим звездами, но находиться на очень широких орбитах (10-500 а.е.), но большинство из них должны быть свободно плавающими в галактическом балдже. Интересно, что число коричневых карликов составило 0.7 ± 0.3 от числа звезд.

Откуда же взялись в межзвездном пространстве «бесхозные» планеты? Зависимость количества событий микролинзирования от величины t_E явно имеет бимодальный характер, показывая, что свободно плавающие планеты имеют другое происхождение, нежели звезды и коричневые карлики. Если звезды и коричневые карлики образуются в результате гравитационной неустойчивости плотных ядер молекулярных облаков, то планеты образуются иначе – в протопланетных дисках формирующихся звезд. Во время бурной молодости планетных систем в результате планет-планетного рассеяния часть планет выбрасывается из системы или оказывается на очень широких эллиптических орбитах, а часть, напротив, оказываются вблизи от своей звезды и могут даже упасть на нее.

Источник: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1105/1105.3544v1.pdf

---