У звезд 15 процентов экзопланетных систем обнаружились компаньоны
Астроном подсчитал долю звезд с компаньонами среди ближайших к Солнцу светил с известными экзопланетами: всего в радиусе 500 парсек нашлось 1367 экзопланетных систем, а 204 из них, то есть порядка 15 процентов, оказались кратными. Это примерно в два раза меньше, чем ожидаемая частота кратных систем в среднем для подобных звезд, пишет автор в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Сегодня астрономам известно о широкой распространенности экзопланет — планет у других звезд: на данный момент известно порядка 4000 таких объектов. Однако условия формирования этих тел и их ранняя история остаются не до конца понятными. В частности, точно неизвестно, как образуются экзопланеты в кратных системах, в которые входят не менее половины всех звезд в Галактике. Такие системы образуют двойные, тройные и другие группы, вращающиеся вокруг общего центра масс.
В работе Маркуса Муграуэра (Markus Mugrauer) из Йенского университета имени Фридриха Шиллера в Германии проводится систематический подсчет кратных экзопланетных систем. Для этого автор выделил все известные системы с планетами до расстояния в 500 парсек и искал возможные звезды-компаньоны в данных космического астрометрического телескопа Gaia.
Всего было изучено 1367 систем, из которых 176 оказались двойными, 27 — иерархическими тройными, а одна — иерархической четверной. Получается, что в среднем несколько солнц на небосводе видно с поверхности экзопланет в 15 процентах систем. Эта оценка соответствует предыдущим результатам, но ранее изучались небольшие выборки менее ста систем.
Выяснилось, что кратные системы с экзопланетами могут обладать самыми разными свойствами. В частности, некоторые очень тесные: между компаньонами там всего около 20 астрономических единиц. Другие, наоборот, очень широкие — до 9100 астрономических единиц. Также был обнаружен большой разброс по массам: самый тяжелый компаньон весит в 1,4 раза тяжелее Солнца, а масса самого легкого составляет всего восемь процентов солнечной.
Большинство обнаруженных компаньонов — это тусклые и маломассивные звезды главной последовательности, но также удалось найти восемь белых карликов. Это наблюдение важно, так как показывает возможность экзопланет пережить катастрофическое расширение и сброс оболочки у проэволюционировавших звезд.
Однако результаты указывают, что выживание экзопланет в кратных системах менее вероятно, чем у одиночных звезд. Такой вывод можно сделать на основе сравнения полученной доли кратных систем с известной оценкой количества кратных звезд в целом, которая для подобных Солнцу звезд в исследованном диапазоне расстояний между компонентами составляет около 30 процентов. Также в среднем расстояние между компонентами в изученной выборке оказалось примерно в 2,6 раза больше, чем ожидается в среднем для звезд (1910 астрономических единиц против 740).
Ранее сообщалось, что астрофизики нашли 11 кандидатов в кварковые экзопланеты, обнаружили «запрещенную» экзопланету и открыли первую экзопланету с долгой и эксцентричной орбитой. Также мы подробно писали о первом российском достижении в этой области.
Тимур Кешелава
Экзопланета находится близко к красному карлику AU Микроскопа
Астрономы при помощи телескопа «Хаббл» выявили переменность потери нейтрального водорода атмосферой горячего нептуна, который находится на краю «пустыни нептунов» и обращается по близкой орбите вокруг молодой звезды AU Микроскопа. Предполагается, что это может быть связано с зависимостью оттока газа из атмосферы от активности звезды. Статья опубликована в The Astronomical Journal. «Пустыней нептунов» планетологи называют наблюдаемые дефицит экзопланет размером с Нептун и короткими орбитальными периодами (менее трех дней). Предполагается, что такие планеты изначально представляют собой тела с твердым ядром и обширными газовыми оболочками, которые быстро эволюционируют за счет миграции ближе к звезде и потере атмосферы. Последний процесс, в свою очередь, может протекать в двух вариантах — за счет фотоиспарения атмосферы под действием высокоэнергетического излучения звезды или разогрев и убыль атмосферы за счет выделения тепла со стороны остывающего ядра планеты. Группа астрономов во главе с Китли Рокклиффом (Keighley E. Rockcliffe) из Дартмутского колледжа в Ганновере опубликовала результаты наблюдений за динамикой атмосферы горячего нептуна в системе звезды AU Микроскопа при помощи космического телескопа «Хаббл». AU Микроскопа представляет собой звезду до главной последовательности, которая находится в 31,9 световых года от Солнца. Этот молодой (23 миллиона лет) красный карлик относится к группе Беты Живописца, имеет массу 0,5 масс Солнца, а также обладает околозвездным диском и открытым в 2020 году горячим нептуном AU Mic b, который стал первой молодой экзопланетой с известным значением плотности. AU Mic b характеризуется орбитальным периодом 8,46 дня и радиусом 4,19 радиуса Земли, экзопланета попадает на край «пустыни нептунов» и по расчетам может терять атмосферу. В системе есть еще две более дальние экзопланеты, а также кандидат в четвертую экзопланету. «Хаббл» вел спектроскопические наблюдения за AU Mic b в дальнем ультрафиолетовом диапазоне во время двух событий транзита планеты по диску звезды 2 июля 2020 года и 19 октября 2021 года. В эти моменты излучение водорода в линии Лайман-альфа от родительской звезды с высокой вероятностью будет взаимодействовать с нейтральным водородом, утекающим из верхних слоев атмосферы экзопланеты, и частично поглощаться им, что отразится в спектрах. Влияние околозвездного диска в этих наблюдениях может не учитываться, так как он беден газом. Во время первого транзита следов нейтрального водорода вблизи экзопланеты обнаружено не было, однако во время второго транзита было обнаружено облако водорода, движущееся впереди AU Mic b, со столбцовой плотностью 1013,96 частиц на квадратный сантиметр. Облако превратилось в хвост с длиной 1,39 радиуса Солнца, высотой 0,32 радиуса Солнца, при этом скорость движения части газа увеличилась и составила 61,26 километров в секунду в радиальном направлении от звезды. Ученые предполагают, что такое необычное поведение атмосферы можно объяснить за счет того, что геометрия оттока газа от планеты меняется в зависимости от интенсивности звездного ветра, который формирует из облака хвост, а также зависеть от вспышек на звезде. Кроме того, нейтральный водород мог быть фотоионизирован высокоэнергетическим излучением за 44 минуты, что сделает его временно недоступным для наблюдений. Ранее мы рассказывали о том, как CHEOPS подтвердил открытие двух экзопланет у «долины субнептунов».