Астрономы подтвердили редкость юпитероподобных экзопланет у карликовых звезд

Астрономы подтвердили редкость появления экзопланет, похожих на Юпитер, у маломассивных красных карликов, не найдя ни одного такого объекта у 200 близких к Солнцу звезд. Вероятность все же отыскать такое тело была оценена всего в несколько процентов. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Данные наблюдений за экзопланетами показывают, что тела планетарного масштаба с массой, сравнимой с Юпитером, часто обнаруживаются у солнцеподобных звезд. При этом в модели образования планет за счет аккреции вещества протопланетного диска на твердое ядро, планеты-гиганты должны реже встречаться или вообще не встречаться вокруг красных карликов. Однако такие объекты все равно обнаруживаются, например, у звезд с массой менее 0,3 массы Солнца известны два экзогиганта — LHS 252b с массой 0,46 массы Юпитера и GJ 83.1b с массой 0,21 массы Юпитера. Разобраться в границах применимости модели аккреции на ядро могут исследования всей известной выборки экзопланет у маломассивных звезд. Однако они дают отличающиеся друг от друга результаты.

Группа астрономов во главе с Эмили Пасс (Emily K. Pass) из Смитсоновской астрофизической обсерватории представила первые результаты исследования частоты появления экзогигантов у маломассивных (0,1-0,3 массы Солнца) красных карликов. Ученые занимались анализом спектров двухсот из 415 неактивных карликовых звезд, расположенных в пределах 49 световых лет от Солнца. Спектры были получены в период с 2016 по 2022 год при помощи спектрографов TRES и CHIRON, установленных на наземных 1,5-метровых телескопах, и спектрографа MAROON-X, установленного на наземном 8,1-метровом телескопе «Джемини-Север».

Ученые не нашли у звезд из текущей выборки экзогигантов, что согласуется с моделью аккреции на ядро. Они определили новые значения частот появления таких тел — с вероятностью полтора процента экзопланеты с массой более одной массы Юпитера будут обнаруживаться внутри снеговой линии у красных карликов. Если же речь идет за зоной вне снеговой линии, то вероятности будут составлять 1,5, 1,7 и 4,4 процентов для экзогигантов с массами 3-10, 0,8-3 и 0,3-0,8 массы Юпитера.

Ранее мы рассказывали о том, как добровольцы помогли астрономам открыть новый долгопериодический экзогигант.