Даже у звезд, обреченных на превращение в сверхновые, могут быть планеты

Mu2 Scorpii — это звезда, которую можно увидеть невооруженным глазом, часть хвоста созвездия Скорпиона, недалеко от яркой звезды Антарес. Mu2 Scorpii — звезда B-типа, масса которой в 9 раз превышает массу Солнца. Она достаточно велика, чтобы когда-нибудь взорваться эффектной сверхновой, прежде чем сколлапсировать в плотную нейтронную звезду.

Недавно астрономы изучали Mu2 Scorpii в рамках исследования изобилия экзопланет B-звезд (BEAST) и обнаружили два газовых гиганта (один еще предстоит подтвердить) на орбите вокруг звезды. Это первая известная система такого рода.

Найти эти планеты было непросто. Существует несколько методов обнаружения экзопланет. Метод транзита позволяет улавливать планеты, когда они проходят перед звездой, вызывая кратковременное падение яркости звезды с точки зрения Земли. Этот метод лучше всего подходит для поиска планет очень близких к звезде. Если планете требуется 12 лет, чтобы совершить оборот вокруг звезды, как это делает Юпитер, потребуется 12 лет, чтобы снова увидеть падение света. Гораздо проще найти звезды с орбитами, измеряемыми в днях или неделях.

Метод лучевой скорости улавливает планеты, наблюдая, как звезда колеблется, когда планеты притягивают ее под действием гравитации, слегка сдвигая световой спектр звезды в красную или синюю сторону. Но лучевая скорость также смещена в сторону обнаружения планет очень близких к родительской звезде.

Крупные звезды с удаленными планетами-гигантами легко не заметить как методом лучевой скорости, так и по методу транзита.

К счастью, в определенных ситуациях возможно прямое обнаружение планет. Чтобы это сработало, планета должна быть достаточно далека от звезды, чтобы ее не затмил подавляющий свет звезды. Планета также должна быть достаточно массивной, чтобы ее можно было увидеть, и достаточно молодой, чтобы быть яркой (молодые планеты ярко светятся). Наконец, вся звездная система должна быть достаточно близко к Земле, чтобы инструменты могли ее уловить. Именно так BEAST смог обнаружить две планеты, вращающиеся вокруг Mu2 Scorpii, являющегося частью звездного скопления недалеко от нас.

Каковы последствия этого открытия? Это раннее свидетельство того, что такой тип планет не так редок, как предполагают данные об экзопланетах на сегодняшний день. Если BEAST продолжит находить газовых гигантов, придется переосмыслить то, что считается наиболее «обычными» планетарными телами в галактике.

Кроме того, современные модели формирования планет не могут легко объяснить образование планет типа Mu2 Scorpii. Модель аккреции ядра формирования планет, в которой пыль медленно собирается в планетарное ядро в течение миллионов лет, не должна быть возможна вокруг массивных звезд, где протопланетные диски быстрее рассеиваются. В другой модели, гравитационной нестабильности, протопланетный диск достаточно массивен, чтобы стать нестабильным под собственным весом, схлопываясь в планеты-гиганты. Это может произойти намного быстрее, чем аккреция ядра, и может объяснить появление планет вокруг массивных звезд, но планеты-компаньоны рассеиваются в соответствии с массовым распределением объектов, созданным текущими моделями гравитационной нестабильности. Эти планеты не соответствуют моделям, поэтому потребуется обновить модели. 

Если кратко изложить значение этого открытия, то ясно, что разнообразие существующих экзопланет больше, чем те, которые мы можем обнаружить в настоящее время. Такие системы, как Mu2 Scorpii, намекают на это разнообразие и заставят переписать наши модели формирования планет. С каждой новой экзопланетой, добавляемой в базы данных, мы узнаем все больше и больше о сложности солнечных систем в галактике и улучшаем понимание механизмов, действующих при рождении планет.