Планеты играют со звездами в бильярд

Британские астрономы обнаружили редкую планетную систему – два газовых гиганта, вращающихся вокруг пары гравитационно связанных звезд. Двойных систем с открытыми у них экзопланетами пока известно очень мало. Планеты же, открытые в двойной системе NN Змеи, поставили перед учеными вопрос о том, как сумели они выжить в эпоху бурных катаклизмов, происходивших с их «родителями».

NN Змеи – двойная система, состоящая из водородного белого карлика массой в полсолнца и звезды, относящейся к красным карликам, массой в 0,1 массы Солнца. Британские астрономы из университетов Уорика и Шеффилда решили подробно изучить эту систему на предмет наличия в ней экзопланет. В этом им помогло то, что Земля оказалась в плоскости вращения двух звезд, находящихся в 1670 световых годах от Земли. Наблюдая за системой, ученые могут увидеть, что крупная звезда затмевает меньшую – белый карлик – каждые три часа и семь минут.

Чтобы узнать, насколько «по расписанию» происходят затмения звезд, ученые обратились к данным наблюдений за NN Змеи, собранных при помощи европейского телескопа VLT.

Незримые возмутители

Анализ дат затмений показал: взаимное кружение звезд не совсем размеренное, что-то систематически вносит в график затмений небольшие отклонения. Ученые поняли, что вокруг двойной системы должно вращаться еще одно тело. Было ясно, что отклонения от точного графика затмений носят не синусоидальный характер, а более сложный. Математическая интерпретация показала, что, скорее всего, такие возмущения вносят сразу две тяжелые планеты, вращающиеся вокруг центра масс звездной системы. Более тяжелый газовый гигант в шесть раз тяжелее Юпитера, период его обращения равен 15,5 земных лет. Вторая планета в 1,6 раз массивнее Юпитера, год на ней равен 7,75 земных лет.

Космический бильярд

«Оба газовых гиганта различаются по массе, но могут быть примерно равных размеров. Они могут даже быть сравнимы с красным карликом, вокруг которого вращаются. Если представить их, как цветные шары, то не может не прийти в голову сравнение со снукером (игрой в бильярд) с одним красным, двумя цветными шарами и битком – белым карликом», -- пошутил один из авторов исследования Том Марш.

Дети катаклизма

Наличие в системе белого карлика ясно указывает на ее бурное прошлое. Когда-то обычная звезда массой в два Солнца на заключительном этапе своей эволюции стала раздуваться, превращаясь в красный гигант. Она увеличилась в размерах в 3 тысячи раз, поглотив звезду-соседку. Соседка, оказавшись в вязкой среде, стала приближаться к красному гиганту – этот момент в эволюции подобных систем называется фазой общей оболочки. Затем красный гигант сбросил три четверти своего вещества, оставив вместо себя тяжелый белый карлик, а звезду-компаньона не тронул.

По мнению ученых, для найденных планет существуют два варианта происхождения. Первый подразумевает их общее происхождение с двойной системой из общего протопланетного диска. В таком случае это старые планеты, ставшие немыми свидетелями масштабного катаклизма, происходившего с их звездами. Однако вероятно, что газовые гиганты – планеты уже второго поколения: они образовались из сброшенного красным гигантом вещества. Если так, то найденные планеты – самые молодые из всех известных. Их возраст не должен превышать 1 млн лет -- возраста, соответствующего времени остывания белого карлика.