Ученые выяснили, почему возле старых звезд почти не осталось горячих юпитеров
Большой взрыв

Ученые выяснили, почему возле старых звезд почти не осталось горячих юпитеров

5 октября 2023 года, 10:22

Долгое время планеты класса горячий юпитер считались самыми многочисленными в галактике, хотя конкретно в нашей Солнечной системе их нет. Однако астрофизики Шота Миядзаки и Кенто Масуда в научной статье, опубликованной на сервере arXiv, пришли к выводу, что шанс обнаружить возле звезды горячий юпитер стремительно падает с ростом возраста этой звезды. Выявленная закономерность может заставить ученых пересмотреть прежнее убеждение об истинной распространенности этих планет.

Долгое время большинство открытых экзопланет относились к классу именно горячих юпитеров, что совсем не удивительно: их большой размер и близость к звезде гарантировали легкость обнаружения методом транзита. Но по какой-то причине такие планеты предпочитают «кучковаться» вокруг красных карликов, но не вокруг звезд, подобных Солнцу. Причину такой избирательности и решили выяснить японские астрономы.

Они рассмотрели выборку из 382 солнцеподобных звезд, добытую в рамках исследования Legacy Survey. Данные включали в себя спектроскопию, так что команда имела возможность рассмотреть такие характеристики звезд, как металличность и возраст. Из всех светил только 46 имели планеты-газовые гиганты, причем это число включает в себя как горячие (обращающиеся вокруг звезды за считанные дни или даже часы), так и холодные (вроде нашего Юпитера) планеты-гиганты.

Оказалось, что горячих юпитеров меньше, чем холодных — это является полной противоположностью системам красных карликов. Более того, почти все горячие юпитеры сконцентрированы вокруг молодых звезд. Чтобы объяснить причину такого явления, ученые создали байесовскую модель системы со звездой солнечного типа и горячим газовым гигантом.  

Моделирование продемонстрировало, что чисто статистически количество горячих юпитеров резко уменьшается примерно в середине жизни звезды (около шести миллиардов лет). Единственное правдоподобное объяснение, которое проистекает из модели — это нестабильность близких к звезде орбит. А значит, спустя миллионы лет «хождения по краю» газовый гигант практически неизбежно приблизится к солнцу слишком близко и, в конце концов, будет им поглощен.

Именно это объясняет редкость обнаружения горячих юпитеров у старых звезд и, напротив, их распространенность у красных карликов (их притяжение гораздо более слабое, и газовый гигант может его уравновесить). Астрофизики в очередной раз имеют возможность наглядно наблюдать, что Вселенная более многообразна, чем считалось ранее.

Впрочем, к нашей Солнечной системе (по многим параметрам — уникальной) это не относится: учитывая сравнительно молодой возраст Солнца (около 4,5 миллиарда лет), вряд ли у него был еще один очень большой и горячий спутник, который был со временем поглощен. В противном случае возможность возникновения жизни на Земле была бы под большим вопросом.