Большая планета у маленькой звезды

По современным представлениям звезды формируются из газопылевых дисков, поэтому их массы и размеры ограничены начальными размерами этих дисков. После образования звезды часть газа и пыли продолжает обращаться вокруг звезды и служит материалом для образования планет. Естественно, что его количество связано с величиной звезды. Оно же определяет, насколько большой может вырасти планета в диске.

Астрономы открывают экзопланеты разными методами. Методом измерения радиальных скоростей пользуется группа исследователей Университета штата Пенсильвания. Ученые во главе с профессором астрономии и астрофизики Сувратом Махадеваном (Suvrath Mahadevan) построили уникальный инфракрасный спектрограф для обнаружения планет в обитаемых зонах звезд, то есть там, где возможна жидкая вода.

Прибор обнаруживает допплеровские сдвиги спектральных линий звезды и планеты, связанные с их обращением друг относительно друга. Он изучает сравнительно холодные звезды с массой значительно меньше солнечной. Очевидно, что планеты с водой у маломассивных звезд должны быть ближе к ним, чем Земля к Солнцу. Это облегчает детектирование, так как на коротких орбитах удобнее засечь быстрые изменения спектров.

Спектрограф уже открыл несколько планет, но последнее открытие планеты LHS 3154b массой Нептуна вызвало удивление. Астрофизики обнаружили уникальную планету, масса которой по самым минимальным оценкам в 13,2 раза превышает земную. Массовое отношение звезда/планета более чем в сто раз выше, чем для Земли. И это у звезды, которая по массе в 9 раз меньше Солнца. Таким образом у очень холодного карлика найдена самая относительно тяжелая из известных планет на близкой орбите с периодом в 3,7 часа.

Открытие массивной планеты поставило под вопрос все, что известно об образовании планет и звезд. Оно буквально перечеркивает теории образования планет и звезд в газопылевых облаках, поскольку противоречит и модели аккреции на ядро, и модели гравитационной неустойчивости. По любой из них пылевой диск вокруг звезды не мог иметь настолько большую массу, чтобы сформировать обнаруженную планету. К примеру, по теории аккреции на ядро пыли должно быть в 10 раз больше.

Загадка и то, как могла образоваться сама звезда. Наблюдательные данные о дисках таких звезд в их «раннем детстве» дают совсем другие отношения массы пыли в диске и к массе газа, и к массе звезды. Профессор Махадеван надеется, что открытие его группы позволит понять, как самые распространенные во Вселенной звезды образуют планеты. Статья опубликована в журнале Science.