Звездные скопления содержат больше горячих экзопланет
Звездные скопления, как правило, содержат больше горячих юпитеров, чем обычно, но почему? Группа астрономов предложила новое решение, и оно включает в себя множество обменов звездными соседями. Когда астрономы впервые начали изучать экзопланеты, они были удивлены, обнаружив совершенно новый класс объектов. Это так называемые горячие юпитеры, то есть планеты размером с Юпитер, вращающиеся ближе к своей звезде, чем Меркурий вокруг Солнца. Как следует из названия, эта близость значительно повышает их температуру. Это приводит к тому, что они раздуваются и растягиваются, а в некоторых случаях даже становятся железными. В целом горячие Юпитеры относительно редки. Только примерно 1% звезд с планетами содержат одну. Но в звездных скоплениях процент гораздо выше. Горячие юпитеры встречаются в звездных скоплениях в несколько раз чаще, чем в среднем.
Группа астрономов провела анализ, который, по их мнению, способен объяснить, почему в звездных скоплениях находится больше горячих юпитеров. Суть в том, что звезды в скоплении расположены гораздо плотнее, чем в среднем. Они настолько близки, что звезды обязаны в той или иной степени взаимодействовать со своими соседями. В некоторых случаях они могут даже вывести на орбиту одного из своих соседей. Таким образом, несмотря на то, что звезды первоначально сформировались как одиночные объекты, они могут стать двойными системами. Астрономы обнаружили, что если этот захват произойдет достаточно рано в процессе формирования планеты, он может привести к горячему Юпитеру. Если вокруг звезды формируется планета размером с Юпитер, и эта звезда захватывает соседа, гравитационное влияние этого соседа может начать растягивать орбиту планеты. По мере того, как орбита планеты растягивается, она становится все более и более эллиптической. Самая дальняя точка орбиты отдаляется от звезды, а ближайшая — ближе. В конце концов, если планета окажется слишком близко к звезде, она может попасть на совершенно новую орбиту, и обычная планета-гигант теперь станет горячим Юпитером.
Астрономы обнаружили, что это происходит примерно с 2% звезд в скоплении. Однако для создания горячего Юпитера требуется особое стечение обстоятельств, так как орбита должна приблизиться… но не слишком близко. Примерно в 4% случаев астрономы обнаружили, что гравитационные нарушения просто отбрасывают планету прямо в лицо своей звезды, уничтожая ее. В целом астрономы обнаружили, что если планеты-гиганты составляют около 10% звезд, то примерно через миллиард лет в звездном скоплении произойдет достаточно взаимодействий, чтобы вызвать миграцию, которая превратит планету-гигант в горячий Юпитер. Поскольку эти взаимодействия редко происходят за пределами звездных скоплений, это может в значительной степени объяснить, почему внутри них чаще встречаются горячие юпитеры. Статья опубликована на сервере препринтов arXiv.
