Иллюстрация компьютера бинарной звезды. Изображение предоставлено Институтом Карнеги. Нажмите, чтобы увеличить.
Новая теоретическая работа показывает, что формирование планеты-гиганта газа может происходить вокруг двойных звезд почти так же, как это происходит вокруг одиночных звезд, таких как Солнце. Работа представлена сегодня доктором Аланом Боссом из Департамента земного магнетизма Института Карнеги (DTM) на собрании Американского астрономического общества в Вашингтоне, округ Колумбия. Результаты показывают, что планеты-гиганты газа, такие как Юпитер, и пригодные для жизни планеты, подобные Земле, могут быть более распространенными, чем считалось ранее. Статья с описанием этих результатов была принята для публикации в Астрофизическом журнале.
«Мы склонны концентрироваться на поиске других солнечных систем вокруг звезд, таких как наше Солнце», - говорит Босс. «Но мы узнаем, что планетные системы можно найти вокруг всевозможных звезд, от пульсаров до M карликов с массой всего лишь одной трети нашего Солнца».
Две из каждых трех звезд в Млечном Пути являются членами двойной или множественной звездной системы, в которой звезды вращаются вокруг друг друга с разносом, который может варьироваться от почти контакта (близких двойных) до тысяч световых лет или больше (широкие двоичные файлы). Большинство двоичных файлов имеют расстояния, сходные с расстоянием от Солнца до Нептуна (~ 30 а.е., где 1 а.е. = 1 астрономическая единица = 150 миллионов километров - расстояние от Земли до Солнца).
Неясно, может ли образование планетных систем происходить в типичных двойных звездных системах, где сильные гравитационные силы одной звезды могут мешать процессам формирования планет вокруг другой звезды, и наоборот. Предыдущая теоретическая работа предполагала, что типичные двойные звезды не смогут образовывать планетные системы. Тем не менее, охотники за планетами недавно обнаружили несколько газовых планет-гигантов на орбите вокруг двойных звезд с различными расстояниями.
Босс обнаружил, что если ударный нагрев, вызванный гравитационными силами от звезды-компаньона, слабый, то планеты-гиганты могут образовываться в формирующих планету дисках почти так же, как вокруг одиночных звезд. Формирующий планету диск оставался бы достаточно холодным, чтобы зерна льда оставались твердыми и, таким образом, позволял бы расти твердым ядрам, которые должны достигать размера, кратного массе Земли, для того, чтобы обычный механизм образования газовых гигантов (аккреция ядра) был успешным.
Модели Босса еще более прямо показывают, что альтернативный механизм формирования планеты-гиганта газа (нестабильность диска) может протекать так же хорошо в двойных звездных системах, как и вокруг одиночных звезд, и фактически может даже поощряться гравитационными силами другой звезды. , В новых моделях Boss формирующий планету диск на орбите вокруг одной из звезд быстро приводится в движение, образуя плотные спиральные рукава, внутри которых образуются самогравитирующие скопления газа и пыли и начинаются процессы сжатия до размеров планет. Процесс удивительно быстрый, для формирования плотных комков на диске, который в остальном безлимитный, требуется менее 1000 лет. Для планет, подобных Земле, было бы достаточно места, чтобы они могли сформироваться ближе к центральной звезде после того, как сформировались планеты-гиганты, во многом так же, как считается, что наша собственная планетная система сформировалась.
Босс указывает: «Этот результат может иметь глубокие последствия в том смысле, что он увеличивает вероятность образования планетных систем, похожих на наши, потому что двойные звезды - это правило в нашей галактике, а не исключение». Если двойные звезды могут укрывать планетные системы, состоящие из внешних газовых планет-гигантов и внутренних планет, похожих на Землю, то вероятность появления других обитаемых миров внезапно становится примерно в три раза более вероятной - до трехкратного количества звезд может быть возможным местом для планетных систем. похож на наш. Тогда планы НАСА по поиску и характеристике планет земного типа в следующем десятилетии будут иметь гораздо больше шансов на успех.
Одним из ключевых оставшихся вопросов о теоретических моделях является правильное количество разогрева шока внутри формирующего планету диска, а также более общий вопрос о том, насколько быстро диск может охлаждаться. Босс и другие исследователи активно работают над тем, чтобы лучше понять эти процессы нагрева и охлаждения. Учитывая растущие данные наблюдений за планетами газовых гигантов в двойных звездных системах, новые результаты предполагают, что ударный нагрев в двойных дисках не может быть слишком большим, иначе это предотвратит образование планет газовых гигантов.
Первоначальный источник: пресс-релиз Карнеги
