|
Поиск экзопланет в остатках карликовой галактики
|
|
|
|
Наш поиск экзопланет сосредоточен на звездах Млечного Пути. На данный момент обнаружено более 6000 экзопланет. Ученые даже начинают выходить за рамки простого обнаружения и работают над определением других характеристик этих планет, особенно их атмосфер.
|
|
|
|
Но у Млечного Пути есть подтвержденная 61 галактика-спутник, а вполне вероятно, что и гораздо больше. Во многих из этих небольших галактик из-за взаимодействия с гало Млечного Пути был удален газообразный звездообразующий водород. В других случаях приливные взаимодействия создали потоки звезд, простирающиеся в пространстве. Другие галактики-спутники - это всего лишь остатки, потерявшие большую часть своих звезд в результате слияния с Млечным Путем. Как эти условия влияют на экзопланеты?
|
|
|
|
Чтобы понять это, астрономы должны найти экзопланеты в этих галактиках-спутниках или их остатках. Новое исследование описывает попытку найти экзопланеты на одном из оставшихся спутников Млечного Пути. Она называется "Поиск экзопланет, рожденных за пределами Млечного пути: обзор "Вояджеров"", и была принята к публикации в изданиях Тихоокеанского астрономического общества. Ведущим автором является Роберт Алоизи, аспирант астрономического факультета Висконсинского университета в Мэдисоне. В настоящее время он доступен на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
"Наблюдения за последние несколько десятилетий показали, что планеты часто встречаются вокруг близлежащих звезд в нашей галактике, но мало что известно о планетах, которые сформировались за пределами Млечного Пути", - пишут авторы. "Мы описываем разработку и раннюю реализацию исследования, чтобы проверить, существуют ли планеты, вращающиеся вокруг остатков звезд древних карликовых галактик, которые слились с Млечным Путем, и если да, то чем они отличаются от своих собратьев по Млечному Пути".
|
|
|
|
|
|
|
VOYAGERS расшифровываются как "Виды древности" — Обзор древней экзопланеты Гайя-Энцелад. Он посвящен Гее-Энцеладу (она же Гайя-Сосиска, Колбасная галактика, Гайя-Энцелад-Сосиска), которая является остатком карликовой галактики, слившейся с Млечным Путем между 8 и 11 миллиардами лет назад. Это последнее крупное слияние в истории Млечного Пути. Астрономы идентифицировали семь шаровых скоплений Млечного Пути, которые раньше были частью сосиски Гайя. (Название сосиски дано не из-за формы остатка. Он назван так из-за колбасообразной формы остаточных звезд, когда их скорости отображаются на графике.)
|
|
|
|
6000 экзопланет - это большая, но все же ограниченная выборка. Большинство из них вращаются вокруг звезд главной последовательности в диске Млечного Пути. Эти звезды, как правило, имеют металличность, очень близкую к солнечной, и это слабое место в выборке. "Однако эта перепись известных экзопланет-хозяев не в полной мере отражает более широкое разнообразие звезд во Вселенной, включая звезды с низким содержанием металлов из ранней Вселенной и звезды, обнаруженные в карликовых галактиках", - объясняют авторы. Новое исследование направлено на устранение этого недостатка.
|
|
|
|
Металличность является критическим фактором как для звезд, так и для планет, которые образуются из солнечных туманностей. Каждая туманность обладает определенной металличностью, которая определяется концентрацией в ней элементов тяжелее водорода и гелия. Металличность во Вселенной возрастает с течением времени и по мере того, как поколения звезд живут и умирают, потому что звезды создают более тяжелые элементы путем нуклеосинтеза. Когда срок службы звезд приближается к концу, эти элементы рассеиваются обратно в космос, чтобы быть поглощенными следующим поколением звезд и их планетами.
|
|
|
|
"Мы предполагаем, что некоторые планеты, вероятно, сформировались в среде с низкой металличностью и высоким содержанием альфа-элементов (элементов, образовавшихся в результате слияния ядер He) ранней Вселенной, и эта популяция может отличаться по частоте встречаемости и составу по сравнению с теми, которые были обнаружены в более поздних звездах диска Млечного Пути", - говорится в сообщении. авторы пишут. К элементам с высоким содержанием альфа-кислот относятся кислород, неон, сера и магний. Они образуются в более короткие сроки звездами, которые взрываются в виде сверхновых с коллапсом ядра всего за миллионы лет.
|
|
|
|
Наши 6000 экзопланет выявили некоторые закономерности в формировании экзопланет. Вокруг звезд с низкой металличностью меньше планет с массой больше Юпитера, и, напротив, частота встречаемости экзопланет с массой Нептуна и меньше, по-видимому, вообще не зависит от металличности. Ученым, изучающим экзопланеты, также известно, что планеты с массой ниже Нептуна имеют меньшую плотность, когда формируются вокруг звезд с низкой металличностью. Еще одна связь между экзопланетами и металличностью звезд заключается в том, что короткопериодические суперземли относительно редки вокруг звезд с низкой металличностью.
|
|
|
|
Все это способствует лучшему пониманию обитаемости экзопланет. Вопрос в том, как эти закономерности соотносятся со звездами и экзопланетами в остатках галактик-спутников?
|
|
|
|
"Поиск планет в GES (сосиска Гайя-Энцелад) представляет собой интригующую возможность, поскольку остается неясным, как формируются планеты в окружающей среде за пределами Млечного Пути и как условия с низкой металличностью влияют на эти процессы", - объясняют исследователи.
|
|
|
|
VOYAGERS будут использовать метод определения лучевой скорости (RV) для изучения звезд главной последовательности и слаборазвитых звезд в GES. Основная цель - найти экзопланеты, сформировавшиеся в среде с низким содержанием металлов, отдельно от Млечного Пути. Существует более 47 000 звезд, которые идентифицированы как звезды GES, и исследователи начали с них. Затем они отфильтровали их и получили всего 156 звезд, которые были пригодны для обнаружения экзопланет из-за их яркости и других свойств. Звезды были дополнительно проверены на предмет их пригодности для наблюдений с помощью RV, и к концу тщательной оценки и отбора в GES осталось 22 звезды.
|
|
|
|
"Ключевая цель нашего исследования - не только обнаружить планеты, которые родились за пределами Млечного Пути, но и стать первым исследованием их популяции и выяснить, есть ли существенные различия между планетами GES и планетами Млечного Пути", - пишут авторы. Исследование также сосредоточено на экзопланетах с массой ниже Нептуна.
|
|
|
|
Программа VOYAGERS завершена лишь частично. "Наша цель - получить 160 наблюдений для каждой цели GES", - пишут авторы. "Мы завершили 778 наблюдений". С учетом 22 целей и 160 наблюдений в каждой, в сумме получается 3520, таким образом, опрос завершен только на 22%.
|
|
|
|
Исследовательская группа заявляет, что их будущие наблюдения будут сосредоточены на 10 звездах главной последовательности, чтобы ускорить получение результатов, а также на остальных объектах в менее оптимальных условиях наблюдения.
|
|
|
|
"Кроме того, исследование разработано таким образом, что, если мы не обнаружим планет, мы сможем с уверенностью определить, что частота встречаемости экзопланет с массой Нептуна значительно ниже для целей GES, чем частота встречаемости звезд, рожденных в Млечном Пути", - пишут авторы.
|
|
|
|
Если это окажется правдой, это подтвердит гипотезу о металличности в формировании планет. Одна из гипотез гласит, что звезды, богатые металлами, с большей вероятностью образуют планеты-гиганты, потому что в их больших ядрах содержится больше тяжелых элементов.
|
|
|
|
Звездообразование, металличность и образование экзопланет - все это части большой и сложной головоломки. Когда эти части головоломки встанут на свои места, мы узнаем больше о потенциальной обитаемости и перспективах жизни в других местах. Обнаружение планет с массой Нептуна в этих средах с низким содержанием металлов приблизило бы решение головоломки еще на один крошечный шаг к завершению.
|
|
|
|
"Если мы обнаружим одну или несколько планет, вращающихся вокруг этих древних звезд с низкой металличностью, результаты исследования расширят наше понимание того, когда и где во Вселенной могут развиться планеты и, возможно, жизнь", - заключают авторы.
|
|
|
|
Источник
|
