Астрономы представили результаты масштабного обзора The Dispersed Matter Planet Project — программы, нацеленной на поиск экзопланет у звёзд с необычно низкой хромосферной активностью. Работа выполнена при участии исследователей из European Space Agency и The Open University, а наблюдения велись на телескопах European Southern Observatory.
Главный вывод оказался впечатляющим: у таких «аномально спокойных» звёзд короткопериодические планеты встречаются значительно чаще, чем в среднем по Галактике.
Почему выбрали именно «слишком спокойные» звёзды
Обычно активность звезды измеряют по излучению в линиях кальция Ca II H&K. Для звёзд главной последовательности существует минимальный «базовый» уровень активности. Однако у части объектов он оказался ниже физически возможного предела.
Самое простое объяснение — их излучение частично поглощается окружающим веществом. А откуда берётся это вещество? Наиболее логичный источник — близкие к звезде планеты, теряющие массу под действием мощного излучения. Испаряющийся материал формирует разреженную околозвёздную оболочку, которая и «приглушает» активность.
Именно эту гипотезу и решили проверить авторы проекта: если у звезды активность ниже базового уровня, велика вероятность, что рядом с ней находится горячая и теряющая массу планета.
Как проходили наблюдения
В выборку вошли 39 звёзд спектральных типов F, G и K. Для 24 из них накопилось достаточное количество измерений лучевых скоростей — именно по ним и проведён основной анализ.
Измерения выполнялись с помощью высокоточных спектрографов, способных фиксировать колебания звезды со скоростью всего в несколько метров в секунду. Анализ проводился байесовскими методами, позволяющими:
- определять число планетарных сигналов в данных,
- рассчитывать пределы обнаружения,
- оценивать статистическую значимость открытия,
- проверять динамическую устойчивость орбит.
Важно, что исследователи не ограничивались предположением о строго круговых орбитах. Как показал анализ, такое упрощение может искусственно завышать чувствительность метода почти на 8%, а в отдельных случаях — до 40%.
Новые открытия
В результате работы обнаружено семь новых планетарных сигналов в пяти системах. Среди них:
- компактные системы с несколькими суперземлями,
- планеты массой от нескольких масс Земли до объектов, сравнимых с Сатурном,
- миры с орбитальными периодами от нескольких дней до нескольких десятков суток.
Особенно показателен пример одной из систем, где выявлены две уверенные планеты с периодами около недели и месяца и массами порядка 6 и 13 масс Земли. В другой системе обнаружен «горячий Сатурн» с дополнительными внутренними компаньонами.
Часть ранее известных систем также получила уточнённые параметры орбит — благодаря новым данным и более строгому статистическому анализу.
Насколько чувствителен обзор
Авторы подробно рассчитали пределы обнаружения для каждой звезды. В наиболее благоприятных случаях данные позволяют выявлять планеты земной массы на орбитах короче пяти суток.
Даже для менее чувствительных объектов уверенно регистрируются субнептуны на коротких периодах. Это даёт возможность объективно оценить полноту обзора — то есть понять, в каких областях масс и периодов наблюдения действительно «видят» планеты, а где возможны пропуски.
Частота планет: результат, который удивил
Самая важная часть работы — расчёт частоты встречаемости планет.
Для орбит с периодом менее 50 суток получены следующие оценки:
- Планеты массой 3–10 масс Земли встречаются примерно у 83% звёзд выборки.
- В диапазоне 10–30 масс Земли — около 27%.
- В диапазоне 30–100 масс Земли — примерно 14%.
Эти значения заметно выше, чем результаты большинства других обзоров по методу лучевых скоростей.
Иными словами, звёзды с «подавленной» активностью действительно оказываются чрезвычайно богатыми на близкие планеты.
Подтверждение гипотезы
Полученные данные дают серьёзную поддержку основной идее проекта: пониженная хромосферная активность может быть индикатором наличия близких испаряющихся планет.
Если вещество, теряемое такими мирами, действительно формирует околозвёздную среду, способную поглощать излучение в линиях кальция, то астрономы получают своеобразный «ярлык» для целенаправленного поиска экзопланет.
Это особенно ценно, поскольку традиционные методы обычно не имеют предварительной информации о том, какие именно звёзды с большей вероятностью содержат интересные объекты.
Что дальше
Работа показывает, что выборка DMPP — лишь начало. Расширение программы и накопление более длинных рядов наблюдений позволят:
- подтвердить кандидатов,
- уточнить архитектуру систем,
- исследовать динамическую устойчивость,
- проверить связь между потерей массы планет и свойствами звёзд.
В итоге «слишком тихие» звёзды могут стать ключом к поиску самых экстремальных миров — горячих, плотных, теряющих атмосферу и буквально растворяющихся в свете своих светил.
Именно там, где активность кажется подозрительно низкой, сегодня открывается одна из самых богатых планетных охот в современной астрономии.
Источники:
Статья создана по материалам работы на arXiv.org
