Астрономія
Астрономія

Орбіти гарячих юпітерів пояснили впливом зірок у початкових скупченнях

За допомогою даних космічного телескопа Gaia дослідники змоделювали старі зоряні групи, до яких входять системи з екзопланетами. Про це вони пишуть у препринті статті на сайті arXiv.org. Виявилося, що архітектура планетних систем сильно залежить від розподілу зірок у початковому скупченні. Зокрема, гарячі юпітери переважно існують біля зірок, що сформувалися посеред щільних ділянок зоряних скупчень, тож їхня коротка орбіта походить від збурень навколишнього середовища, а не від внутрішньої міграції планет.

Що відомо про гарячі юпітери?

Гарячі юпітери — це масивні екзопланети, що знаходяться на короткій відстані біля своєї зірки. Їхній орбітальний період може складати до 10 днів. З усіх типів екзопланет їх найпростіше виявити.

Для астрофізиків існування таких об’єктів є викликом, адже воно дозволяє припустити, що утворення планет є невпорядкованим, хаотичним процесом. Формування планет зазвичай описується з точки зору системи, що містить зірку і протопланетний диск навколо неї. Однак ці системи можуть перебувати під впливом зоряного скупчення. Зірки народжуються з однієї молекулярної хмари, частіше за все поруч із компаньонами у великих скупченнях. Складно визначити, як це впливає на архітектуру планетних систем, оскільки зоряні групи поступово розходяться протягом близько мільярда років. Більшість гарячих юпітерів наразі знаходяться за межами зоряних скупчень.

Про що дізналися астрономи?

Вчені використали дані місії Європейського космічного агентства Gaia, щоб змоделювати, як середовище народження зоряної системи може вплинути на подальшу масу та орбіту її планет. Для цього дослідники аналізували початкові зоряні скупчення.

Щоб це зробити, астрономи визначили, які зірки колись належали до одного скупчення, шукаючи зорі з однаковою швидкістю. Виявилося, що гарячі юпітери вдвічі частіше зустрічаються у системах, що колись були частиною зоряних скупчень із великою щільністю зірок. Таким чином, екстремальні орбіти таких планет походять від збурень навколишнього середовища, а не від внутрішньої міграції планет системи. Зокрема, середня велика піввісь та орбітальний період планет, що формувалися у щільному середовищі зірок, складають 0,087 астрономічних одиниць і 9,6 днів відповідно, тоді як планети навколо зірок у менш щільному середовищі складають 0,81 астрономічних одиниць і 154 дні.

велика піввісь
Половина великої осі еліптичної орбіти, тобто найбільша відстань від зірки до планети.