< Работа российской космической обсерватории "РадиоАстрон" продлена до конца 2018 года

Три горячих юпитера в рассеянном звездном скоплении M67

Распространенность горячих юпитеров в плотном звездном скоплении в 5-6 раз превышает их распространенность у звезд галактического диска, не входящих в состав скоплений. Это говорит о важной роли тесных сближений звезд в эволюции планетных систем в скоплениях.

---

Владислава Ананьева

Горячими юпитерами называют планеты-гиганты с массой более 0.3 масс Юпитера и орбитальными периодами короче 10 земных суток. Это сравнительно редкий тип планет – согласно RV-обзорам, всего около 1.2% солнцеподобных звезд имеют рядом с собой горячий юпитер. По данным космического телескопа им. Кеплера, распространенность этих планет еще меньше – их имеют всего около 0.5% солнцеподобных звезд.

По мнению большинства планетологов, горячие юпитеры не могли образоваться на своих текущих орбитах. Они сформировались на достаточном удалении от своих звезд за снеговой линией – там, где температура протопланетного диска падала достаточно для конденсации водяного пара в ледяные пылинки, что приводило к скачкообразному росту плотности пыли и облегчало образование планет. После формирования новорожденные планеты-гиганты мигрировали на свои текущие тесные орбиты – либо в результате гравитационного взаимодействия с протопланетным диском, либо в результате планет-планетного рассеяния или взаимодействия со звездой-компаньоном, переводящего молодой гигант на высокоэксцентричную орбиту с низким перицентром. В дальнейшем эксцентричная орбита будущего горячего юпитера скруглялась приливными силами.

В рассеянных и особенно шаровых скоплениях звезды расположены гораздо ближе друг к другу, чем в галактическом диске, поэтому планетные системы подвергаются многочисленным возмущениям со стороны звезд-соседей. Если горячие юпитеры образуются путем гравитационного взаимодействия с третьим телом (другой звездой или планетой), в плотных звездных скоплениях таких планет должно быть в несколько раз больше, чем у звезд поля. Для проверки этой гипотезы группа европейских астрономов с 2008 года регулярно измеряла лучевые скорости 66 одиночных звезд, входящих в состав старого рассеянного скопления M67, с помощью высокоточных спектрографов HARPS, SOPHIE и HARPS-N. Было обнаружено три горячих юпитера YBP 401 b, YBP 1194 b и YBP 1514 b с минимальными массами 0.46 ± 0.05, 0.32 ± 0.03 и 0.40 ± 0.04 масс Юпитера, соответственно, и орбитальными периодами 4.087, 6.959 и 5.118 земных суток. Интересно, что у всех трех планет эксцентриситет орбит заметно отличен от нуля – для планет YBP 401 b, YBP 1194 b и YBP 1514 b он равен 0.15, 0.30 и 0.28, соответственно.

Обнаружение трех горячих юпитеров в выборке из 66 звезд говорит о том, что распространенность планет этого типа в рассеянном скоплении M67 гораздо выше, чем у звезд поля. Авторы исследования оценивают ее в 4.5 ^+4.5/_-2.5% (а если считать только одиночные звезды, то еще выше – 5.6 ^+5.4/_-2.6%). 

Этот интересный результат показывает важную роль окружения в эволюции планетных систем. Возмущения со стороны других звезд скопления «взбалтывают» находящиеся там планетные системы, делают их динамически горячими, с высокими эксцентриситетами и, возможно, заметными взаимными наклонениями орбит. 

Источник: http://arxiv.org/pdf/1606.05247.pdf

---