Ученые нашли новый способ изучения истории звезд по их экзопланетам

Ученые предложили новый метод изучения происхождения и эволюции звезд по ближайшим планетам. Объектом исследования выступила система Kepler-11. Результаты опубликованы в журнале Astronomy and Astrophysics.

Ученые из Австрии, Швеции, Швейцарии и России подтвердили эффективность разработанного ими метода восстановления истории эволюции звезд и их планетных систем на основе анализа атмосферы этих планет. Россию в международном коллективе представлял сотрудник Сибирского федерального университета профессор кафедры прикладной механики Николай Еркаев.

Метод проверялся учеными на примере системы Kepler-11. Эта одиночная звезда из созвездии Лебедя находится на расстоянии 2000 световых лет от Земли и обладает самой многочисленной из известных на сегодняшний день экзопланетной системой.

По словам ученых, система Kepler-11 является очень удачным объектом для проверки нового метода, так она состоит из шести планет, которые вращаются вокруг звезды, похожей по своим параметрам на Солнце. Пять из шести планет находятся на орбитах, расположенных ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. А шестая, самая дальняя, находится на расстоянии, равном удалению Венеры от Солнца.

"Атмосферы планет, вращающихся на близких от звезды орбитах, испытывают интенсивную потерю массы под воздействием высокоэнергичного излучения звезды —рентгеновского и ультрафиолетового, что особенно сильно выражено на начальных стадиях их эволюции, — приводятся в пресс-релизе СФУ слова Николая Еркаева. — В предыдущих работах мы обозначили эффективный метод моделирования этого явления. Он позволяет восстанавливать историю эволюции высокоэнергичного излучения звезды благодаря информации о сегодняшних свойствах ее планет. Более того, этот метод подходит для определения начальных масс планетарных атмосфер. При этом информативность и точность результатов оказывается тем выше, чем больше планет одновременно анализируются".

Моделирование показало, что звезда Kepler-11 эволюционировала на 85 процентов медленнее, чем другие звезды с такими же массами. Об этом "рассказали" атмосферы вращающихся вокруг нее планет. Опираясь на новый метод, ученые смогли теоретически оценить начальные планетарные атмосферные массы для планет Kepler-11b, c и f. Для Kepler-11g, масса которой ранее считалась неопределенной, был установлен нижний предел массы, составляющий 10 масс Земли.

Также ученым удалось определить температуру протопланетного диска, из которого образовались планеты — около 550 градусов Кельвина. Исследователи утверждают, что этот диск существовал около одного миллиона лет, прежде чем система Kepler-11 начала свое формирование и приобрела сегодняшний вид.