Куда исчезли миллиарды планет, которые должны быть повсюду? 70% звёзд Галактики хранят странную тайну
NewsMakerСубнептуны, где же вы?
Астрономы нашли странную закономерность у самых многочисленных звёзд Галактики. Возле небольших холодных M-карликов почти исчезают субнептуны - один из самых обычных типов планет у звёзд, похожих на Солнце. Куда же они запропастились?
Экзопланетами называют планеты за пределами Солнечной системы. Сейчас астрономы оценивают их распространённость очень высоко: в среднем на каждую звезду Млечного Пути приходится как минимум одна планета. Но новая работа Университета Макмастера показывает, что планеты распределены по Галактике не так ровно, как казалось.
У звёзд солнечного типа чаще всего находят два класса миров. Первый - суперземли, каменистые планеты массой до 10 масс Земли. Второй - субнептуны, объекты меньше Нептуна, но обычно крупнее Земли, часто с заметной газовой оболочкой. В Солнечной системе ни суперземель, ни субнептунов нет, хотя вокруг других звёзд астрономы встречают их очень часто.
Проблема в том, что звёзды вроде Солнца составляют меньшинство в Млечном Пути. Самые многочисленные светила - M-карлики, небольшие и тусклые звёзды. Особенно важны средние и поздние M-карлики: их размер составляет примерно от 8 до 40% солнечного. Из-за слабого света такие звёзды долго было сложно изучать, а значит, картина планетообразования оставалась перекошенной в сторону более ярких и удобных целей.
Ситуацию изменил космический телескоп NASA TESS . Аппарат ищет планеты транзитным методом: следит за яркостью звёзд и замечает регулярные провалы, когда планета проходит перед диском светила и закрывает часть света. TESS каждые 28 дней наблюдает новый участок неба и за 26 месяцев охватывает всю небесную сферу. Такой режим дал астрономам редкую возможность массово изучать тусклые M-карлики и планеты рядом с ними.
Команда Университета Макмастера проанализировала данные TESS по планетам у средних и поздних M-карликов. В выборку вошли 8134 звезды, у которых исследователи нашли 77 проверенных транзитных кандидатов. Результат оказался неожиданным: суперземель вокруг этих звёзд много, а субнептуны встречаются гораздо реже. По расчётам авторов, на одну звезду приходится около 0,954 суперземли и только 0,148 субнептуна.
Эта разница ломает привычную картину. У звёзд солнечного типа и у более ранних M-карликов астрономы видят так называемый радиусный провал - разрыв между двумя группами близких к звезде планет. По одну сторону чаще находятся плотные суперземли, по другую - более крупные субнептуны. У средних и поздних M-карликов этот разрыв почти исчезает: распределение планет по размерам становится одним пиком около 1,25 радиуса Земли.
Раньше различие между суперземлями и субнептунами часто объясняли фотоиспарением . Так называют процесс, при котором излучение звезды срывает атмосферу планеты. Если у планеты была газовая оболочка, мощный поток света и частиц может постепенно лишить её этого слоя. В итоге объект, похожий на субнептун, превращается в более плотную и компактную суперземлю.
На первый взгляд M-карлики хорошо подходят для такого объяснения. Эти звёзды малы, но часто очень активны: вспышки и жёсткое излучение могут сильно воздействовать на близкие планеты. Поэтому астрономы ожидали, что фотоиспарение будет заметно менять атмосферы миров у M-карликов. Но почти полное отсутствие субнептунов оказалось слишком сильным эффектом для привычной схемы.
Новая работа подталкивает к другой версии. Возможно, возле средних и поздних M-карликов планеты с самого начала формируются иначе. Вместо газовых субнептунов там чаще возникают богатые водой миры. В таком случае наблюдаемая картина связана не только с тем, как звезда потом сдувает атмосферу, но и с составом материала, из которого планета собиралась в молодом протопланетном диске.
Разница важна не только для статистики. Суперземля и субнептун могут быть похожи по размеру, но устроены по-разному. Один объект может иметь каменистую поверхность, другой - плотную газовую оболочку, третий - значительную долю воды или льда. Без понимания состава астрономы не смогут уверенно говорить, где искать условия, подходящие для сложной химии и потенциальной жизни.
Экзопланетная астрономия пока остаётся молодой областью. Первые планеты у других звёзд обнаружили всего около 30 лет назад, и современные выводы всё ещё строятся по ограниченной части доступных наблюдений. Учёные обычно исходят из того, что одни и те же физические процессы работают по всей Галактике, но новые данные показывают: тип звезды может заметно менять итоговый набор планет.
Солнечная система долго была единственным образцом для сравнения. Затем стало ясно, что самые распространённые классы планет в Галактике у нас отсутствуют. Теперь появляется ещё один слой сложности: даже эти распространённые миры зависят от типа звезды. Вокруг небольших M-карликов Галактика, похоже, собирает планетные системы по другим правилам.
Астрономы нашли странную закономерность у самых многочисленных звёзд Галактики. Возле небольших холодных M-карликов почти исчезают субнептуны - один из самых обычных типов планет у звёзд, похожих на Солнце. Куда же они запропастились?
Экзопланетами называют планеты за пределами Солнечной системы. Сейчас астрономы оценивают их распространённость очень высоко: в среднем на каждую звезду Млечного Пути приходится как минимум одна планета. Но новая работа Университета Макмастера показывает, что планеты распределены по Галактике не так ровно, как казалось.
У звёзд солнечного типа чаще всего находят два класса миров. Первый - суперземли, каменистые планеты массой до 10 масс Земли. Второй - субнептуны, объекты меньше Нептуна, но обычно крупнее Земли, часто с заметной газовой оболочкой. В Солнечной системе ни суперземель, ни субнептунов нет, хотя вокруг других звёзд астрономы встречают их очень часто.
Проблема в том, что звёзды вроде Солнца составляют меньшинство в Млечном Пути. Самые многочисленные светила - M-карлики, небольшие и тусклые звёзды. Особенно важны средние и поздние M-карлики: их размер составляет примерно от 8 до 40% солнечного. Из-за слабого света такие звёзды долго было сложно изучать, а значит, картина планетообразования оставалась перекошенной в сторону более ярких и удобных целей.
Ситуацию изменил космический телескоп NASA TESS . Аппарат ищет планеты транзитным методом: следит за яркостью звёзд и замечает регулярные провалы, когда планета проходит перед диском светила и закрывает часть света. TESS каждые 28 дней наблюдает новый участок неба и за 26 месяцев охватывает всю небесную сферу. Такой режим дал астрономам редкую возможность массово изучать тусклые M-карлики и планеты рядом с ними.
Команда Университета Макмастера проанализировала данные TESS по планетам у средних и поздних M-карликов. В выборку вошли 8134 звезды, у которых исследователи нашли 77 проверенных транзитных кандидатов. Результат оказался неожиданным: суперземель вокруг этих звёзд много, а субнептуны встречаются гораздо реже. По расчётам авторов, на одну звезду приходится около 0,954 суперземли и только 0,148 субнептуна.
Эта разница ломает привычную картину. У звёзд солнечного типа и у более ранних M-карликов астрономы видят так называемый радиусный провал - разрыв между двумя группами близких к звезде планет. По одну сторону чаще находятся плотные суперземли, по другую - более крупные субнептуны. У средних и поздних M-карликов этот разрыв почти исчезает: распределение планет по размерам становится одним пиком около 1,25 радиуса Земли.
Раньше различие между суперземлями и субнептунами часто объясняли фотоиспарением . Так называют процесс, при котором излучение звезды срывает атмосферу планеты. Если у планеты была газовая оболочка, мощный поток света и частиц может постепенно лишить её этого слоя. В итоге объект, похожий на субнептун, превращается в более плотную и компактную суперземлю.
На первый взгляд M-карлики хорошо подходят для такого объяснения. Эти звёзды малы, но часто очень активны: вспышки и жёсткое излучение могут сильно воздействовать на близкие планеты. Поэтому астрономы ожидали, что фотоиспарение будет заметно менять атмосферы миров у M-карликов. Но почти полное отсутствие субнептунов оказалось слишком сильным эффектом для привычной схемы.
Новая работа подталкивает к другой версии. Возможно, возле средних и поздних M-карликов планеты с самого начала формируются иначе. Вместо газовых субнептунов там чаще возникают богатые водой миры. В таком случае наблюдаемая картина связана не только с тем, как звезда потом сдувает атмосферу, но и с составом материала, из которого планета собиралась в молодом протопланетном диске.
Разница важна не только для статистики. Суперземля и субнептун могут быть похожи по размеру, но устроены по-разному. Один объект может иметь каменистую поверхность, другой - плотную газовую оболочку, третий - значительную долю воды или льда. Без понимания состава астрономы не смогут уверенно говорить, где искать условия, подходящие для сложной химии и потенциальной жизни.
Экзопланетная астрономия пока остаётся молодой областью. Первые планеты у других звёзд обнаружили всего около 30 лет назад, и современные выводы всё ещё строятся по ограниченной части доступных наблюдений. Учёные обычно исходят из того, что одни и те же физические процессы работают по всей Галактике, но новые данные показывают: тип звезды может заметно менять итоговый набор планет.
Солнечная система долго была единственным образцом для сравнения. Затем стало ясно, что самые распространённые классы планет в Галактике у нас отсутствуют. Теперь появляется ещё один слой сложности: даже эти распространённые миры зависят от типа звезды. Вокруг небольших M-карликов Галактика, похоже, собирает планетные системы по другим правилам.