Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

Но если звезда-компаньон препятствует образованию протопланетного диска, то уж на процессе формирования и роста планет ее влияние должно сказываться еще сильнее. В ходе изучения звезд с помощью телескопа «Кеплер» было установлено, что для исключения негативного влияния компаньонов на формирование планет расстояние между звездами должно составлять не менее 1500 а.е. Это не значит, что при меньшем расстоянии мы не обнаружим планет — они, конечно, встречаются, но намного реже, чем вокруг одиночных звезд.

Каким образом звезда-компаньон препятствует возникновению планеты? Протопланетный диск, формирующийся вокруг молодой звезды в двойной системе, подвергается действию силы притяжения звезды-компаньона. В результате диск деформируется, вытягиваясь в сторону второй звезды в виде выступа. Так как скорость вращения диска выше скорости движения по двойной орбите, выступ обгоняет звезду-компаньона. Гравитация компаньона тянет его назад, создавая сопротивление, под действием которого диск замедляется. Как и при планетной миграции, из-за падения скорости газ и пыль устремляются к центру, и диск сжимается. В результате происходит приливное усечение

 диска звездой-компаньоном. Аналогичный эффект торможения имеет место на Земле из-за вызванных Луной приливных выступов. В результате вращение Земли слегка замедляется. Чтобы учесть это замедление, время от времени в наш календарь приходится добавлять дополнительную секунду.

Из-за усечения протопланетного диска времени на формирование планет остается все меньше и меньше. Чем компактнее диск, тем ближе он к испепеляющему жару звезды и тем быстрее происходит его аккреция. Этим объясняется то обстоятельство, что протопланетные диски вокруг двойных звезд видны в течение более короткого времени, чем диски вокруг одиночных звезд. Близость второй звезды также приводит к повышению температуры диска, затрудняя конденсацию пыли и тем самым уменьшая количество материала для строительства планет.

В тех протопланетных дисках, которым все-таки удается выжить, звезда-компаньон может оказывать губительное воздействие на планетезимали. При обращении звезд в двойной системе по взаимным орбитам вторая звезда может притягивать формирующиеся планетезимали, заставляя их переходить на эллиптические траектории и, подобно гироскопу, совершать прецессионное движение вокруг своей звезды. Из-за изогнутых траекторий скорость столкновений существенно вырастает, что приводит не столько к слипанию, сколько к фрагментации частиц. Таким образом, темпы роста планетезималей и формирования зародышей планет снижаются.

Обилие негативных факторов заставляло задуматься о самой возможности существования планет рядом со звездой γ Цефея. Более всего исследователей беспокоил вопрос о наличии в усеченном диске достаточного количества газа для формирования юпитероподобной планеты-гиганта. Если его там было недостаточно, то, скорее всего, при наблюдении была допущена ошибка. Впрочем, как показывали расчеты, после усечения в диске должно было быть ровно столько вещества, сколько требуется для формирования планеты. На второго газового гиганта его бы вряд ли хватило.

Тот факт, что планета рядом с γ Цефея является газовым гигантом, также может объяснить, почему протопланетный диск рассеялся так быстро. Если диск был достаточно массивным, планета могла образоваться в результате возникшей в нем неустойчивости, избежав проблем, связанных с разрушительными столкновениями на высоких скоростях. В двойной системе неустойчивость развивается даже чаще, так как вероятность фрагментации в более массивном и плотном диске выше, а значит, под действием притяжения звезды-компаньона могут появиться условия для возникновения неустойчивости.

Однако стоит только исследователям выработать убедительную теорию формирования планет у двойных звезд, как появляется какая-нибудь новая планета, которая не укладывается в нее, и все приходится начинать сначала. В данном случае такой планетой стал объект с замысловатым названием OGLE-2013-BLG-0341L B b.

Планета, которая заставляет свет отклоняться

Планета OGLE-2013-BLG-0341L B b примечательна не только своим названием, которое длиннее, чем у любого другого объекта, встретившегося нам на страницах этой книги, но также и тем, что найдена она была с помощью абсолютно иного метода. Главную роль в обнаружении этой планеты сыграли не колебания скорости звезды или падение ее яркости, а гравитационное отклонение света.