Двойные звезды. Планеты в двойных звездных системах

В ходе детальных наблюдений в рамках программы поиска планет WASP Европейские астрономы обнаружили новый коричневый карлик во время транзита по его звезде. Недавно найденный объект, обозначенный в каталоге как WASP-128b, обладает одной существенной особенностью, его приливные взаимодействия со звездой постоянно меняются. Открытие подробно описано в документе, опубликованном 19 июля на сайте arXiv.org.

Коричневые карлики считаются промежуточным этапом между планетами и звездами. Астрономы в целом согласны с тем, что они являются субэлементарными объектами, занимающими диапазон масс от 13 до 80 масс Юпитера. На сегодняшний день большинство обнаруженных коричневых карликов одиноки в космическом пространстве. Однако у некоторых коричневых карликов существуют орбитальные звезды, и, что примечательно, 16 процентов таких звезд имеют компаньонов более массивных, чем Юпитер, но всего 1 процент из них можно отнести к разряду коричневых карликов.

Кроме того, было обнаружено, что только несколько коричневых карликов вращаются вокруг звезд G-типа. Считается, что такие объекты в G-карлических системах подвергаются быстрому орбитальному распаду из-за неуловимой приливной диссипации. Расширение списка известных коричневых карликов в таких системах могло бы помочь в изучении различных моделей эволюции.

Недавно группа астрономов во главе с Ведадом Ходзичем из Университета Бирмингема, США, обнаружила новый коричневый карлик. Транзитный сигнал на кривой блеска звезды WASP-128 был идентифицирован с использованием 0,6-метрового роботизированного телескопа TRAPPIST и 1,2 м телескопа Эйлера, расположенного в обсерватории ESO La Silla в Чили. Последующие спектроскопические наблюдения этой звезды подтвердили, что сигнал был вызван массивным околозвездным спутником, вращающимся вокруг хозяина.

«Мы сообщаем об открытии WASP-128b, нового транзитного коричневого карлика, обнаруженного в ходе обследования WASP, на близкой орбите G0V, где измеренная скорость вращения звездной системы позволяет ее охарактеризовать как систему с динамическим приливом, что свидетельствует о наличии сильных приливных связей между этой парой «, — пишут исследователи в своей статье.

WASP-128b имеет размеры Юпитера (0,94 радиуса Юпитера), но в 37,5 раз больше, чем самая большая планета нашей Солнечной системы. Он заставляет вращаться вокруг него свою родительскую звезду и совершать полный оборот каждые 2,2 дня.

Более того, исследователи обнаружили, что WASP-128b постепенно расширяется и согласно подсчетам «жить» ему осталось порядка 267 миллионов лет.

Астрономы отметили, что это значение похоже на то, что присутствует у некоторых массивных «горячих Юпитеров» экзопланет находящихся на коротких орбитах.

При этом звезда-хозяйка расположена примерно в 1375 световых годах от Земли и на 16 процентов больше и массивнее Солнца. Она имеет постоянную температуру 5950К, предполагаемый возраст около 2,3 миллиарда лет и период вращения около 2,93 дня. Как отмечается в документе, такая скорость вращения указывает на приливное раскручивание, которое происходит из-за его массивного компаньона.

нравится(9 ) не нравится(8 )

Планеты, вращающиеся вокруг двух или более звезд, могут быть более распространенным во вселенной явлением, чем планеты с одной звездой, пишет www.сайт.

Любители Звездных Войн с теплом на сердце вспоминают момент из фильма, когда задумчивый Люк Скайуокер смотрит на двойной закат, на его родной планете — Татуин. Оказывается, что планеты с двумя солнцами встречаются чаще, чем полагали ученые. Они недавно обнаружили десять таких систем. У ученых даже есть доказательства того, что такие системы более распространены, чем одинарные планета-звезда.

Ученые в течение долгого времени полагали, что большинство звезд имеют одного или двух соседей. Их мучил вопрос, есть ли у этих мульти-звездных систем свои планеты. После запуска телескопа Кеплер в 2009 году астрономы, наконец, получили инструмент для поиска экзопланет в мульти-звездных системах — дальних мирах за пределами Солнечной системы.

Новоиспечённая экзопланета Кеплер-453b находится в 1400 световых лет от Земли. Она вращается вокруг двух солнц, т.е. двоичной звездной системы. Планеты в таких системах называются «вращающимися вокруг двойной звезды» за то, что попадают под влияние двух звезд.

Астрономы обнаружили Кеплер-453b, наблюдая две звезды, которые вращались вокруг друг друга. Свет, исходящий от каждой звезды, был немного серым.

«Эти пятна должны образовываться из-за прохода объекта по орбите» , — объясняет Надер Хагигипур — астроном из Гавайского университета в Маноа. Он был одним из авторов доклада об обнаружении планеты Кеплер-453b в Astrophysical Journal.

14 августа Международный астрономический союз Генеральной Ассамблеей в Гонолулу, Гавайи, опубликовал подробный доклад о планете в двойной звездной системе. Ученые отметили что-то необычное в новой планете вращающейся вокруг двойной звезды. Другие планеты вращаются в той же плоскости, что и их звезды. Это означает, что они проходят перед обеими звездами каждый раз, когда делают полный оборот. Но орбита девятой и десятой планеты наклонена в сравнении с орбитами их солнц.

«Нам очень повезло» , — говорит Хагигипур. Если бы его команда не смотрела на звезду в нужный момент, ученые пропустили бы затемнение и не выявили планету.

То, что они обнаружили еще две планеты, вращающиеся вокруг двойной звезды по необычной плоскости орбиты — означает, что такие системы широко распространены. Хагигипур добавил, что должно быть множество подобных систем, которые пока что не удалось обнаружить.

Ведь если орбита планеты изредка позволяет той пройти между двумя звездами, провал в свете не сразу будет замечен. Следующим шагом для астрономов будет выяснение, как обнаружить подобные экзопланеты. Хагигипур считает, что это проблематично, но возможно. Если планета достаточно большая, ее гравитация влияет на орбиты своих звезд. Астрономы намерены искать крошечные изменения в свете звезд.

«Наиболее известные экзопланеты вращаются вокруг одной звезды» , — отметил Филипп Теобальт — планетарный ученый из Парижской обсерватории во Франции. Он не был вовлечен в открытие двойных систем. В ранних исследованиях уже были обнаружены экзопланеты в системах с несколькими звездами, но ученые находили двойные и тройные звездные системы, где одна планета вращалась только вокруг одной звезды.

Теобальт утверждает, что чем больше двойных и тройных систем будет изучено, тем больше ученые узнают об их механизме работы. По его словам, для лучшего понимания законов вселенной нужно обнаружить еще 50 или 100 систем.

Возможно, именно сейчас на какой-то планете молодой джедай любуется двойным закатом. Это реально, если его родная планета находится в зоне «Златовласки» (безопасной зоне обитания между звездами). Это расстояние от звезды, что позволяет воде быть в жидком состоянии, не испаряясь и не замерзая. Жизнь на Kepler-453b вряд ли возможна, так как эта экзопланета является газовым гигантом. Это означает, что она не имеет твердой поверхности. «Но она может иметь спутники» , — говорит Хагигипур. Поскольку спутник находится в безопасной зоне, там может быть вода, а с ней условия для зарождения жизни.

Планеты, вращающиеся вокруг двух или более звезд, могут быть более распространенным во вселенной явлением, чем планеты с одной звездой, пишет www.сайт. Любители Звездных Войн с теплом на сердце вспоминают момент из фильма, когда задумчивый Люк Скайуокер смотрит на двойной закат, на его родной планете - Татуин. Оказывается, что планеты с двумя солнцами встречаются чаще, чем полагали ученые. Они недавно обнаружили десять таких систем. У ученых даже есть доказательства того, что такие системы более распространены, чем одинарные планета-звезда. Ученые в течение долгого времени полагали, что большинство звезд имеют одного или двух соседей. Их мучил вопрос, есть ли у этих мульти-звездных систем…

Исследователи из Принстона и Калифорнийского технологического института в компьютерной модели поместили землеподобную планету на орбиту двойной звезды Kepler-35(AB). Оказалось, что условия на такой планете могли бы быть пригодными для возникновения и поддержания жизни. Даже несмотря на то, что на такую «Землю» действовало бы притяжение обеих звёзд и она перемещалась бы по причудливой, изогнутой орбите.

К сожалению, потенциально обитаемая планета, на небосводе которой светят два солнца, как на Татуине из саги «Звёздные войны», существует только в компьютере. В реальности в системе Kepler-35(AB) наблюдают планету в восемь раз большую, чем Земля, которая совершает полный оборот вокруг двух звёзд всего за 131,5 дня.

По словам исследователей, работа всё же дала важный результат. «Это означает, что системы с двойными звёздами, подобные той, которую мы рассматривали, прекрасно подходят для обитаемых планет, несмотря на значительные различия в объёме солнечного света, который гипотетические планеты в такой системе будут получать», — пояснил один из участников исследования Макс Попп, научный сотрудник Принстонского университета и Института метеорологии Макса Планка в Гамбурге.

Атмосфера из горячего пара

Практически одновременно c новостью о Kepler-35(AB) пришло ещё одно интересное известие. Джону Саутуорту из Килского университета в Великобритании с помощью телескопа ESO/MPG (располагается в Чили) впервые определить наличие атмосферы у планеты, которая может быть похожа на Землю. Планета GJ 1132b обращается вокруг достаточно холодной звезды, красного карлика GJ 1132. Считается, что это скалистое небесное тело на 20% больше Земли в диаметре и на 60% — по массе. Такие планеты называют суперземлями. GJ 1132b находится «всего» в 39 световых годах от Земли.

На некоторых снимках, сделанных с помощью радиотелескопов, планета оказалась меньше, чем на других. Учёные рассмотрели эти снимки и пришли к выводу, что определённая область у края небесного тела прозрачная. Эта область, окружающая планету, и есть её атмосфера. По мнению учёных, газовая оболочка GJ 1132b состоит большей частью из метана или водяного пара. Наличие пара особенно заинтересовало учёных, поскольку это значит, что на планете есть жидкая вода, которая испаряется и образует атмосферу.

Минус три

Планеты, подобные GJ 1132b, похожи по размеру и составу на Землю и находятся на таком расстоянии от своих звёзд, что на них вполне могли сложиться условия для зарождения жизни.

Между тем пока такие планеты всё чаще разочаровывают учёных. Так, по меньшей мере три планеты из семи обращающихся вокруг красного карлика TRAPPIST-1, могут на деле оказаться мёртвыми мирами. Учёные из венгерской Обсерватории Конкоя представили на суд коллег исследование магнитного поля звезды. Оказалось, активность TRAPPIST-1 способна провоцировать частые и мощные магнитные бури.

Подобная геомагнитная буря на Земле в 1859 году вывела из строя телеграфные системы в Европе и Америке. Полярное сияние можно было наблюдать с берегов Карибского моря. С учётом того, что планеты в системе TRAPPIST-1 ближе к звезде, чем Земля к Солнцу, вспышки подобной силы происходят там гораздо чаще. Судя по имеющимся данным, за 80 дней их число может достигать пяти, а более слабые вспышки происходят в четыре раза чаще, чем на Земле. Подобная активность могла сделать атмосферу этих планет непригодной для жизни.

Звезда против атмосферы

Другим разочарованием грозит исследование планеты Проксима b, обращающейся вокруг красного карлика Проксима Центавра. Это ближайшая к Земле экзопланета, расположенная на расстоянии чуть больше четырёх световых лет.

Учёные из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики представили свои модели, согласно которым зарождению жизни на Проксиме b могли помешать не только вспышки на звезде, но и звёздный ветер, гораздо более сильный и неоднородный, чем солнечный. Как недавно сообщили специалисты, именно из-за солнечного ветра мог некогда лишиться своей атмосферы Марс: поток плазмы постепенно выбил больше половины частиц его газовой оболочки в космос. Нечто подобное, вероятно, произошло и с Проксимой b.

Однако скоро у учёных появится возможность узнать гораздо больше о том, есть ли атмосфера у планет в других системах и каков её состав. На 2018 год запланирован запуск космического телескопа имени Джеймса Уэбба, разработанный NASA, Европейским и Канадским космическими агентствами. Он позволит взглянуть на планеты в инфракрасном спектре и проанализировать состав их атмосфер.

Две планеты земных размеров, вращающиеся друг вокруг друга, могут быть частью систем отдаленных звезд, считают исследователи Калифорнийского технологического института (Пасадена).

Солнечная система обеспечивает множество примеров того, как спутники вращаются вокруг планет; Юпитер и Сатурн на двоих обладают более чем 60 спутниками. Тем не менее, эти тела обычно намного меньше, чем их материнские планеты (диаметр Земли больше лунного в четыре раза, а масса нашей планеты в 80 раз больше массы ее спутника).

Как бы то ни было, некоторые спутники могут обладать и планетарными размерами. К примеру, Ганимед, самый большой спутник Юпитера, больше планеты Меркурий (диаметр этого спутника равняется трем четвертям диаметра Марса). Кроме этого, иногда размеры спутника и родительской планеты бывают почти равными (самый большой спутник Плутона, Харон, по диаметру не уступает своей планете). Все вышеперечисленные факты говорят в пользу гипотезы о том, что планеты одинакового размера могут вращаться друг вокруг друга.

Двойные (бинарные) звезды широко распространены в галактике Млечного Пути. Некоторые из этих двойных звездных систем даже известны тем, что вокруг них вращаются экзопланеты. Двойные астероиды также существуют во множестве звездных систем. Несмотря на это, двойные планеты, имеющие земные размеры, рассматриваются пока что, как объект научной фантастики.

Одна из возможностей образования бинарных планет заключается в том, что два миры, вращающиеся вокруг общей звезды, сближаются достаточно для зарождения гравитационного взаимодействия. Для проверки такой возможности исследователи провели симуляцию поведения двух скалистых миров, приближающихся друг к другу. Каждая планета модели была спроектирована как состоящая из 10000 частиц; также ученые варьировали скорость движения планет и значения их углов при приближении друг к другу. Им удалось упростить модель настолько, что проведение каждой симуляции занимало не более дня.

Исследователи провели более двадцати симуляций, которые, тем не менее, часто заканчивались столкновением планет, их срастанием в один мир с образованием диска из космических обломков (из этих обломков в будущем могли бы сформироваться спутники). В некоторых симуляциях планеты на огромной скорости слегка задевали друг друга, вновь отдаляясь в пространстве.

Как бы то ни было, около трети симуляций завершались успешно, то есть образованием бинарных планет. В этом случае главную роль играли легкие контакты миров, происходящие на сравнительно небольших скоростях.

Такие планеты располагаются чрезвычайно близко друг к другу. Обычно, их разделяет расстояние в половину диаметра планеты. Со временем миры начинают, что называется, идти нога в ногу, будучи постоянно обращенными к партнеру одной стороной. Структура двойных миров может оставаться стабильной на протяжении миллиардов лет, так как подобные системы формируются на расстоянии, как минимум, половины астрономической единицы от родительской звезды. В данном случае гравитационное влияние светила не влияет существенным образом на межпланетные связи.

В будущем исследователи собираются провести больше симуляций, наращивая их параметры, чтобы получить лучшее представление о возможности образования бинарных планет.