Астрономы нашли два субзвездных компаньона у очень массивной звезды

Астрономы впервые открыли систему из субзвездных тел, обращающихся вокруг очень массивной звезды, которая в будущем взорвется как сверхновая. Мю² Скорпиона в девять раз массивнее Солнца, вокруг нее обращаются два маломассивных коричневых карлика, происхождение которых пока что остается под вопросом. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

До открытия экзопланет Солнечная система казалась типичным результатом плавного процесса перехода от первичного протопланетного диска к текущей упорядоченной последовательности планет с почти круговыми орбитами и тенденцией к уменьшению плотности с увеличением расстояния от звезды — вслед за скалистыми планетами следуют планеты-гиганты, что интерпретировалось как следствие начального температурного градиента в диске. Однако обнаружение первой экзопланеты вокруг звезды солнечного типа, которая оказалась короткопериодическим горячим юпитером, опровергло эту точку зрения. Затем последовали открытия самых разных, порой экзотических экзопланет — с чрезвычайно эксцентричными орбитами или перпендикулярными экваториальной плоскости их звезды, а также обладающих испаряющимися атмосферами или демонстрирующих сложный химический состав или атмосферную динамику.

Большинство экзопланетных исследований сосредоточены на звездах, обладающих массой сравнимой с Солнцем или менее массивных, а около 90 процентов известных экзопланет расположены ближе к своим звездам, чем Земля к Солнцу. При этом наблюдения показывают, что газовые гиганты чаще встречаются вокруг более массивных звезд, что может быть связано с увеличенным количеством пыли и газа в протопланетных дисках у таких звезд. Предполагается, что частота появления планет в пределах нескольких астрономических единиц у звезд с массами более трех масс Солнца падает до нуля, что соответствует теоретическим предсказаниям, основанным на сценарии формирования планет за счет аккреции вещества диска на плотное ядро. Однако данных наблюдений за экзопланетами у массивных звезд недостаточно, чтобы в полной мере проверить имеющиеся модели.

Группа астрономов во главе с Вито Скиччарини (Vito Squicciarini) из Падуанского университета сообщила об открытии двух субзвездных объектов у звезды Мю² Скорпиона (µ² Sco), которая находится на расстоянии 474 световых года от Солнца. Наблюдения за ней велись при помощи приемника SPHERE, установленного на комплексе телескопов VLT в Чили, в рамках программы BEAST (B-star Exoplanet Abundance Study), нацеленной на массивные молодые звезды и проводимой с 2018 года.

Мю² Скорпиона принадлежит к молодой ассоциации Верхнего Центавра-Волка. Она обладает массой 9,1 массы Солнца, радиусом 5,6 радиуса Солнца, возрастом 20 миллионов лет и эффективной температурой 21,7 тысячи кельвинов. Звезда характеризуется как медленно пульсирующая и медленно вращающаяся B-звезда главной последовательности, не проявляет признаков наличия сильного магнитного поля и в конце своей жизни превратится в сверхновую, вызываемую захватом электронов (Electron-capture supernova, ECSN).

У звезды были найдены два субзвездных спутника, массы которых немного выше предела ядерного горения дейтерия. µ² Sco b, открытие которого подтверждено, обладает массой 14,4 масс Юпитера и находится на проекционном расстоянии 290 астрономических единиц от звезды. Второй объект, пока что считающийся кандидатом и получивший обозначение CC0, обладает массой 18,5 масс Юпитера и находится на проекционном расстоянии в 21 астрономическую единицу от звезды. Отношение массы найденных объектов к звезде аналогично отношению массы Юпитера к Солнцу, а потоки излучения, который они получают от Мю² Скорпиона, подобны потоку излучения от Солнца, получаемым Юпитером и Меркурием, соответственно.

Хотя эти тела считаются коричневыми карликами, их свойства аналогичны свойствам планет-гигантов, обращающихся вокруг менее массивных звезд, поэтому астрономы считают, что их образование шло по планетоподобному, а не звездоподобному сценарию. Определить этот сценарий и подтвердить открытие CC0 должны будущие наблюдения.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы уличили красного сверхгиганта в растрате массы перед взрывом и составили точный портрет прародителя сверхновой типа II-P.

Александр Войтюк