Планеты у железных звезд

Планеты у железных звезд

Астрономы из Sloan Digital Sky Survey (SDSS)(«Слоуновский цифровой небесный обзор») неожиданно выяснили, что химический состав звезды может оказать влияние на ее планетарную систему. Это открытие стало возможным благодаря продолжающемуся проекту по исследованию  звезд, наблюдаемых космическим аппаратом “Кеплер“, принадлежащего НАСА. Эти исследования обещают расширить наше понимание того, как формируются и развиваются экзопланеты.

Новое открытие

«Без полученных от “Кеплер” подробных и точных измерений содержания железа в звездах мы никогда бы не сделали этого открытия», – говорит Роберт Уилсон, аспирант – астроном из Университета Виргинии и ведущий автор статьи, который обнародовал эти результаты.

Команда представила свои результаты на встрече Американского астрономического общества (AAS) в штате Мэриленд. Используя данные SDSS, ученые обнаружили, что звезды с более высокими концентрациями железа имеют планеты, которые, как правило, очень близки к звезде-хозяину, часто с орбитальными периодами менее чем восемь дней. В тоже время звезды с меньшим количеством железа склонны иметь планеты с более длительными периодами, и они более отдалены от их центральной звезды. Дальнейшее исследование этого эффекта может помочь нам понять все разнообразие внесолнечных планетных систем в нашей Галактике и пролить свет на то, почему планеты найдены именно там, где они есть.

История экзопланет

История обнаружения планет вокруг солнцеподобных звезд началась в 1995 году, когда группа астрономов обнаружила планету, вращающуюся вокруг звезды, похожей на Солнце, в 50 световых годах от Земли. Темп открытия подобных планет ускорился в 2009 году, когда НАСА запустило космический телескоп “Кеплер”, предназначенный для поиска планет у других звезд. Во время своей четырехлетней основной миссии Кеплер следил за тысячами звезд одновременно, наблюдая за едва заметными колебаниями звездного света, которые указывали на то, что планета, проходим перед своей звездой. И поскольку “Кеплер” несколько лет смотрел на одни и те же звезды, он неоднократно наблюдал одни и те же планеты и, таким образом, мог измерять время, которое планета тратила на один оборот по орбите своей звезды. Эта информация указывает на расстояние от звезды до планеты, причем более близкие планеты вращаются быстрее, чем более удаленные. Благодаря непрерывному мониторингу “Кеплера” количество экзопланет с известными орбитальными периодами резко возросло: примерно с 400 в 2009 году до более чем 3000 сегодня.

“Кеплер” был идеально разработан для обнаружения экзопланет, но не был предназначен для изучения химического состава звезд, вокруг которых эти планеты вращаются. Эти данные были взяты из Обсерватории Апачи-Пойнт, которая изучила сотни тысяч звезд по всей нашей Галактике. APO (Apache Point Observatory) работает, собирая спектр каждой звезды – то есть измеряет, сколько света выделяется звездой на разных длинах волн (цветов). Поскольку атомы каждого химического элемента взаимодействуют со светом своим собственным, характерным только для них образом, спектр позволяет астрономам определять не только элементы, которые содержит звезда, но также и их количество, включая ключевой элемент звезд –  железо.

«Все звезды солнечного типа в основном являются водородными, но некоторые содержат больше железа, чем другие», – говорит Йоханна Теске из Института Карнеги, член исследовательской группы. «Количество железа, которое содержит звезда, является важным ключом к пониманию того, как она сформировалось и как оно будет развиваться в течение всей своей жизни».

Объединив данные из двух источников – орбитального телескопа “Кеплер” и обсерватории APO ученые узнали о связи между «обогащенными железом» звездами и планетными системами, которые они имеют.

«Мы знали, что химических состав звезды будет иметь значение для ее эволюции, – говорит Теске, – но мы были удивлены, узнав, что это важно и для эволюции ее планетарной системы».

Представленная работа основывается на предыдущем исследовании, возглавляемом Гием Малдерсом из Университета Аризоны, проводившемся с использованием более крупного, но менее точного спектрографа проекта LAMOST-Kepler. . Тогда также были обнаружены аналогичные планеты, вращающиеся вокруг богатых железом звезд, но не был зафиксирован  период в восемь дней.

«Отрадно видеть независимое подтверждение тенденции, которую мы обнаружили в 2016 году», – говорит Малдерс. «Идентификация критического периода показывает, что “Кеплер” – это подарок, который продолжает удивлять».

Особенно удивительно в  новом результате то, говорит Вильсон, что у обогащенных железом звезд только на 25 процентов больше железа, чем у других.

 

«Это действительно показывает нам, как даже небольшие различия в звездном составе могут оказывать глубокое воздействие на планетные системы ».

Но даже с этим новым открытием у астрономов осталось много вопросов о том, как формируются и развиваются  экзопланеты, особенно размером с Землю или немного больше. Действительно ли богатые железом звезды образуют планеты с более короткими орбитами? Или планеты, вращающиеся вокруг звезд, богатых железом, скорее всего, будут улетать дальше, а затем мигрировать в области с более коротким периодом? Уилсон и его коллеги надеются и дальше работать с другими астрономами для создания новых моделей протопланетных дисков для проверки этих предположений.

«Я очень рад, что нам еще многое предстоит узнать о том, как химический состав звезд воздействует на их планеты, особенно на то, как формируются маленькие планеты», – говорит Теске. «Кроме того, APO обеспечивает обнаружение гораздо больше звездных химических элементов, помимо железа, поэтому в этом богатом наборе данных есть другие тенденции, которые нам еще предстоит изучить».

по материалам phys.org

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: