Экзопланеты множатся почкованием

Получены наблюдательные сведения о необычных экзопланетах, вращающихся вокруг звезды-субкарлика под именем KIC 05807616. Она уже претерпела превращение, которое ожидает и наше Солнце через пять-шесть миллиардов лет. Ученые предположили, что когда-то обе экзопланеты входили в состав газового гиганта, разорвавшегося при сбросе звездой оболочки.

Фото: Экзопланеты множатся почкованием

Судьба звезд, имеющих массу примерно равную массе нашего светила, — превращение в красных гигантов. Наращивая огромную раскаленную оболочку, в финале своего превращения звезда ее сбрасывает, образуя планетарную туманность. И таких звезд во Вселенной огромное множество.

Эта туманность — хорошо видимое расширяющееся квазисферическое образование, облекающее угасшую, слабо светящуюся или совсем темную звезду-карлика. Такая звезда излучает инфракрасное свечение и становится долгожителем Вселенной, пройдя катастрофическую фазу красного гиганта. Попросту говоря, звезда обречена на очень долгое остывание в космосе.

Представим себе, что вокруг солнцеподобной звезды имеется планетная система, похожая на нашу Солнечную. Катастрофическая фаза превращения звезды в красный гигант преобразовывает планетное семейство самым радикальным образом. Раскаленная газовая оболочка красного гиганта вспучивается и поглощает огромные пространства. Внутри плазменной раскаленной сферы планеты трансформируются и утрачивают свои физические характеристики. И степень этих трансформаций должна быть очень существенной!

Планеты утрачивают свои атмосферные слои — их сдувает поток раскаленных газов материнской звезды. Испаряются водные запасы, имеющиеся на планетах, для того, чтобы быть рассеянными в планетарной туманности. Изменяются параметры траекторий планетных тел под воздействием потоков раскаленных газов.

Есть шанс уцелеть у каменистых пород и металлических ядер планет, подобных нашей Земле. А вот планеты, которые подобны газовым гигантам — Юпитеру, Сатурну и Урану — будут лишены массивных газовых оболочек, их унесет планетарной туманностью. От них останутся лишь плотные остаточные планеты, подобные Меркурию, лишенному атмосферы и сожженному излучением светила.

Итак, обнаружение необычных экзопланет датируется концом 2011 года. Оригинальное сообщение было опубликовано в 480-м номере журнала Nature авторским коллективом, состоящим из 11 ученых, которые занимаются изучением экзопланет. Наблюдатели предположили, что звезда KIC 05807616 прошла все стадии превращения, на которые наше Солнце потратит в будущем пять-шесть миллиардов лет!

Экзопланеты множатся почкованием

Полученные наблюдения свидетельствовали о наличии двух обращающихся вокруг звезды-субкарлика экзопланет, получивших названия KOI 55.01 и KOI 55.02. Маленькие экзопланеты оказались по размерам сравнимы с Землей или даже меньше, а их орбиты располагаются очень близко к центральному гравитирующему телу — звезде KIC 05807616. Орбитальные параметры экзопланет составляют 0,0060 и 0,0076 астрономической единицы (напомню, что АЕ — это 150 миллионов километров, расстояние от Земли до Солнца). Соответственно, периоды обращения малые — 5,7625 и 8,2293 часов.

Близость к звезде орбит экзопланет позволяет предположить, что они могли располагаться внутри оболочки красного гиганта и лишились своих атмосфер в этом катаклизме. Остаточные ядра былых планет, возможно, газовых гигантов в прошлом, вращаются по двум низким и близким орбитам, весьма сходным, но, тем не менее, различным.

Астрономы Израиля Ноам Сокер (Noam Soker) и Элеаль Беер (Ealeal Beer) предложили альтернативное объяснение, предполагающее наличие очень крупной газовой протопланеты. Парные экзопланеты могли иметь общего предка. Ученые полагают, что некогда вокруг звезды мог обращаться газовый гигант с массой, превышающей массу Юпитера в пять раз или более.

Когда происходило превращение звезды в красный гигант, ее внешние раскаленные оболочки облекли протопланету, замедляя ее движение по орбите. Утрачивая атмосферу, планета приближалась к красному гиганту. Нарастающие приливные силы могли разорвать протопланету на части, которые и превратились в конце концов в две наблюдаемые ныне малые экзопланеты, стремительно обращающиеся вокруг звезды-субкарлика на низких орбитах.

В пользу такой трактовки говорят близкие значения орбитальных параметров и периодов обращения экзопланет. Изначальное формирование столь сходных в своем орбитальном движении парных планет менее вероятно, чем распад древней протопланеты, разрушенной при рождении красного гиганта.

Читайте также: Земля может пережить Солнце?

Вторым аргументом в пользу гипотезы разрушения протопланеты служит оценка нынешней величины самой звезды KIC 05807616 — она очень невелика. Это наводит на размышление, что захват атмосферы протопланеты, падение вещества на звезду в фазе красного гиганта могли усилить выброс плазмы в виде планетарной туманности за счет самой звезды, уменьшив, таким образом, ее остаточную массу.