< Космонавтике России нужны дисциплина и конкуренция, считают эксперты

Распространенность планет-гигантов у низкометалличных звезд

Есть ли критическая металличность звезд, ниже которой планеты-гиганты вообще не образуются?

---

Владислава Ананьева

Как известно, распространенность планет-гигантов сильно коррелирует с количеством тяжелых элементов, содержащихся в родительской звезде (чем выше металличность данной звезды, тем больше вероятность того, что рядом с ней будет обнаружена планета-гигант). Поэтому для поиска внесолнечных планет-гигантов обычно отбирают высокометалличные звезды. Однако важно знать и распространенность массивных планет рядом со звездами, бедными тяжелыми элементами. Есть ли критическая металличность звезд, ниже которой планеты-гиганты вообще не образуются? Или для звезд, бедных тяжелыми элементами, зависимость распространенности планет-гигантов от металличности становится плоской?

16 мая 2012 года в Архиве электронных препринтов появился обзор членов Женевской группы, посвященный анализу распространенности планет-гигантов у низкометалличных звезд. С октября 2003 по июль 2010 года они мониторили лучевые скорости 104 низкометалличных (-1.5 < [Fe/H] < -0.5) звезд с помощью спектрографа HARPS (при этом 16 из них оказались двойными, активными, и т.п., и были исключены из программы наблюдений; осталось 88 звезд). Точность измерения лучевых скоростей составила 1-2.5 м/сек. Кроме того, швейцарские астрономы воспользовались работой своих коллег, проводивших аналогичные наблюдения на обсерватории Кека с помощью спектрографа HIRES. Там с 2003 по 2006 годы измерялись лучевые скорости 160 низкометалличных звезд с точностью около 9 м/сек.

В первом обзоре были обнаружены 3 планеты-гиганта и еще одна была заподозрена, во втором обзоре ничего найти не удалось. Опираясь на эти результаты, швейцарские астрономы сделали следующие оценки:
1. Поскольку ни одного горячего юпитера найдено не было, на их количество наложен только верхний предел в 1% (формально - 0.37 ^+0.6/_-0.4%). 
2. В целом для звезд с металличностью в интервале от -1.5 до -0.5 получена распространенность  гигантов (планет с массой больше 50 земных) в 2.63 ^+2.5/_-0.8% (для периодов короче 1800 суток).
3. Однако все три планеты, обнаруженные швейцарцами, были найдены у звезд с металличностью [Fe/H] > -0.7, и ни одной - у звезд с [Fe/H] < -0.7. Соответственно, авторы статьи делают вывод, что частота планет-гигантов с периодами до 1800 суток у звезд с металличностью -0.5 - -0.7 составляет 4.5 ⁺⁴/_-1.4%, а у звезд с металличностью меньше -0.7 - меньше 2.63%.

Авторы статьи идут дальше и предполагают, что у звезд с металличностью ниже -0.7 (т.е. при содержании тяжелых элементов, более чем в 5 раз более низком, чем на Солнце) планеты-гиганты вообще не образуются. Впрочем, обнаружение планет-гигантов у звезд HIP 13044 ([Fe/H] = -2.09) и HIP 11952 ([Fe/H] = -1.9) говорит о том, что и у этого правила есть исключения.

Источник:  http://arxiv.org/pdf/1205.3723v1.pdf

---