Техника - молодёжи 2011-09, страница 33
астрономия i 2 91 I U I 3 К £ a 1/10 1/3 Содержание железа по сравнению с Солнцем тверждает их недавнее появление на свет. Так что рождение зкзопланет происходит буквально на наших глазах. Все приведённые ниже доводы и функциональные зависимости лишь подтверждают этот видимый вооружённым глазом факт. Размерный эффект Совершенно неожиданным открытием для астрономов оказалась многочисленность экзопланет-гигантов, так называемых горячих юпитеров. Именно они составляют большинство из найденных объектов. Они вращаются очень близко к своим звёздам (рис. 4а) с орбитальным периодом в десятки и даже единицы дней. Температуры поверхности этих тел близки к звёздн ым и измеряются тысячами градусов. Это вопиюще противоречит известным моделям - в соответствии с ними все такие планеты должны быть одинаковы по размеру и не могут образоваться вблизи звёзд, так как должны упасть на них. Но надо же объяснить наблюдательные данные! Выход - предположить дополнительный этап, орбитальную миграцию к звезде. И в печати появляются десятки научных работ, объясняющих, почему такие большие планеты издалека прилетают к звёздам. Для нас большое число близких к звёздам массивных планет совсем не удивительно, ведь они там рождаются. Более того, поскольку планеты образуются в результате деления 1 3 Рис. 5. Рост процентной доли имеющих планеты звёзд от количества железа в звезде (за 1 принято количество железа на Солнце). При трёхкратном превышении доли железа над солнечной уже у каждой пятой из таких звёзд есть планеты на части, фрагментации внешних слоёв материнской звезды, их размеры должны закономерно возрастать с ростом размеров звезды (рис. 46). С удалением планеты от материнской звезды эта зависимость, однако, должна несколько размываться вследствие эволюции планеты. Действительно, горячие юпитеры с массами в сотни земных масс принадлежат в основном крупным звёздам главной последовательности из подобных Солнцу классов. У более крупных звёзд главной последовательности классов А и F и у звёзд-гигантов классов G, К планеты тоже, как правило, массивны. В последние годы, главным образом вокруг менее массивных звёзд главной последовательности, была открыта новая категория планет. Как и следует ожидать из наших представлений, они оказались небольшими. Эти так называемые горячие нептуны имеют размеры в разы меньше юпитеров. Масса нептунов составляет от нескольких единиц до нескольких десятков масс Земли, а температура поверхности гораздо выше температуры Нептуна. Хотя на современную статистику зкзопланет накладываются некоторые ограничения наблюдательной селекции, однако тенденции обозначаются вполне очевидно. Можно уверенно сказать, что газовые гиганты редки у звёзд главной последовательности М класса с массой в десятые солнечной по сравнению со звёздами спектральных F, G, К классов с массой около солнечной. Известны звёзды М класса с планетами-гигантами, но вблизи таких звёзд не было найдено ни одного крупного горячего юпитера! Малая звезда не может породить большую планету! Рождение в металле Металлами астрономы называют элементы тяжелее водорода и гелия. Совершенно неожиданной для исследователей оказалась очень сильная зависимость вероятности обнаружения зкзопланет от металличности, в частности от содержания железа в материнской звёзде (рис. 5). Все очень массивные планетные системы находятся вокруг железистых звёзд, более массивных, чем Солнце. В то же время маломассивные системы найдены только вокруг металлдефи-цитных звёзде легче Солнца. В рамках нашего подхода это очевидно. Металлы - это строительный материал планет. Металличность звезды связана с возможностью образования в ней новых элементов в результате ядерных реакций и определяется интенсивностью выработки ею энергии. Благодаря локальным ядерным реакциям, идущим в местах повышенного энерговыделения, в приповерхностном слое звезды, в вихрях металлов, водорода и гелия рождаются компактные тела зкзопланет. Больше энерговыделение — больше планет. Большое содержание металлов может объяснять и не укладывающееся в существующие теории высокое альбедо горячих юпитеров, то есть высокий коэффициент отражения видимого света их поверхностью. Таков он, например, у экзопланеты Kepler 7b. Итак, большая масса и металличность звезды означает большее число планет у неё и большую массу каждой из планет в отдельности. Этот вывод абсолютно совпадает с наблюдаемыми фактами. 31 |
