Двойные звезды оказались главным источником планет-бродяг

Иван Шевченко из Института прикладной астрономии РАН изучил эволюцию орбит планет вокруг двойных звезд и пришел к выводу, что такие орбиты не могут быть стабильными бесконечно долго. Вначале планеты в подобных системах сближаются со своими звездами, а затем выбрасываются ими из своих систем. Из этого следует, что, возможно, основная масса планет-бродяг во Вселенной происходят именно из систем двойных звезд. Соответствующая статья опубликована в The Astronomical Journal.

Автор новой работы разбирает воздействие на орбиты планет тесных двойных звезд (так называют звезды, обращающиеся вокруг общего центра масс за считанные дни или десятки дней). Как он показывает, воздействие сразу двух светил вызывает усиленный разогрев недр планет, а также уменьшение диаметра ее орбиты, то есть сближение с центральной парой звезд. Такое сближение в основном происходит на ранней стадии эволюции системы и заметно замедляется по мере приближения планеты к определенному рубежу, который автор обозначает как хаотическую зону. Однако на протяжении длительного времени, например, миллиарда лет и более, планета может попасть и внутрь этой хаотической зоны. Вероятность ее попадания туда растет если планета имеет небольшую массу (как Земля или типичные суперземли, известные нам по другим системам), или же если двойная звезда состоит из светил малой массы (например, красных карликов).

После попадания в хаотическую зону планета может (а со временем это происходит практически наверняка) поменять орбиту на такую, которая выведет ее за пределы «родной» планетной системы. Тогда она станет планетой-бродягой. Учитывая, что 70 процентов звезд во Вселенной являются малыми карликами, и что более 50 процентов звезд Вселенной — двойные, количество небольших планет-бродяг, покинувших свои системы по описанному механизму, должно быть довольно велико. Только в нашей Галактике, с ее 200 миллиардами звезд, таких «беглых» планет может быть порядка миллиарда.

Исследователь отмечает, что его расчеты подтверждаются имеющимися данными относительно наличия планет в системах тесных двойных звезд. На данный момент их там известно заметно меньше, чем в системах одиночных звезд. Это сходится и с другим результатом новой работы, согласно которому обеднение планетных популяций тесных систем двойных звезд должно происходить за период от миллиарда лет.

Как замечает астроном, в системах одиночных звезд выброс планеты может случиться только на начальных этапах ее эволюции — за счет взаимодействия массивных планет между собой. Во «взрослой» системе типа Солнечной это практически нереальный сценарий. В то же время в системе тесной двойной звезды процессы, способные «выкинуть» планету в межзвездное пространство могут идти постоянно, на протяжении всего срока ее существования.