Пара недавних исследований проводит углубленный анализ экзопланет размером с Юпитер, также известных как Экзо-Юпитеры, и была опубликована в журнале Природные коммуникации и Астрономический журнал, соответственно. Исследование, опубликованное в Природные коммуникации было проведено международной группой исследователей и исследует, почему Экзо-Юпитеры могут быть более распространены, чем считалось ранее. Астрономический журнал было проведено одним исследователем и исследует экзопланетную систему HD 141399 и то, как она полностью состоит из экзо-Юпитеров без каких-либо дополнительных планет.
Эти два исследования могут помочь астрономам лучше понять формирование и эволюцию экзопланет газовых гигантов, то есть экзопланет, размер которых находится между Юпитером и Сатурном. В настоящее время подсчитано, что существует 1756 подтвержденных экзопланет газовых гигантов из общего числа 5535 экзопланет, подтвержденных НАСА.
Для Природные коммуникации В исследовании, посвященном изучению обычных экзо-Юпитеров, исследователи проанализировали 30 звезд в так называемой движущейся группе ß (Бета) Pictoris (BPMG), используя методы высококонтрастной визуализации и высокоточную астрометрию, проводимую спутником Gaia Европейского космического агентства. Движущаяся группа состоит из молодой группы звезд, которые одновременно движутся в космосе. По оценкам, BPMG находится на расстоянии примерно 115 световых лет от Земли и имеет возраст от 20 до 26 миллионов лет. По оценкам, BPMG также состоит из 17 экзопланетных систем с 28 звездами, а это означает, что 11 из этих систем состоят из двойных звездных систем (две звезды).
Исследование основано на предыдущих исследованиях лучевой скорости (RV), которые показали, что от 6 до 20 процентов экзопланет, подобных Юпитеру, вращаются вокруг звезд, подобных Солнцу, но исследователи быстро отмечают, что эти исследования учитывают экзопланеты размером с Юпитер, размер которых варьируется от 0,3. Масса Юпитера достигает 20 масс Юпитера. Это самое последнее исследование бросает вызов предыдущим исследованиям, показывая, что 20 экзопланетных систем BPMG потенциально могут содержать по крайней мере одну планету типа Юпитера со стабильными орбитами, предполагая, что экзопланеты типа Юпитера могут быть более распространены, чем считалось ранее. Итак, что же большое количество экзопланет, подобных Юпитеру, может рассказать нам о формировании и эволюции экзопланетных систем?
«Мы не думаем, что вокруг старых звезд в общем поле находится больше планет, подобных Юпитеру, чем указано в исследованиях с помощью космических аппаратов», — доктор Раффаэле Граттон, директор по исследованиям в INAF – Istituto Nazionale di Astrofisica в Италии и ведущий автор исследование, рассказывает Вселенная сегодня. «Мы скорее думаем, что эта частота зависит от характеристик места, где формируются звезды, и от их возраста, и что это важно для понимания механизмов формирования планет. Мы считаем, что формирование планет может происходить спокойно в спокойной среде, такой как движущаяся группа бета-Пик. В этом случае естественным результатом является образование планет типа Юпитера. Ситуация, вероятно, иная в более массивных регионах звездообразования, где формирование планет нарушается массивными соседями».
Исследование, опубликованное в Астрономический журнал исследовал HD 141399 и ее систему из четырех планет-гигантов, вращающихся вокруг звезды K-карлика за пределами обитаемой зоны (HZ) с размерами от примерно 0,45 массы Юпитера до 1,36 массы Юпитера, и никаких дополнительных известных планет в системе. В то время как в прошлых исследованиях изучались системы только с планетами размером с Юпитер, в последнем исследовании отмечается, что экзопланетные системы, которые отражают нашу собственную — планеты земной группы, вращающиеся внутри снежной линии, и газовые гиганты, вращающиеся за пределами снежной линии, — редки. Линия снега называется границей, где водяной лед переходит из твердого состояния в газообразное или жидкое, если это позволяет атмосфера, как на Земле.
Рассказывает доктор Стивен Кейн с факультета наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Риверсайде и единственный автор исследования. Вселенная сегодня, «Планетные системы с планетами-гигантами, расположенными на большом расстоянии друг от друга (например, Юпитер), относительно редки, но системы с множеством планет-гигантов, разбросанных повсюду (например, HD 141399), чрезвычайно редки! Таким образом, эти системы показывают, что возможны даже экстремальные планетарные архитектуры, и, вероятно, для их формирования и сохранения стабильности потребуются совершенно особые обстоятельства».
Для исследования доктор Кейн использовал компьютерное моделирование для моделирования функций и эволюции системы, включая эксперименты с различными сценариями, в том числе включение планет размером с Землю в сотни симуляций на протяжении 10 миллионов лет. Эти результаты продемонстрировали, что большинство симуляций не просуществовали полных 10 миллионов лет, и отметили, что те немногие, кто выжил, оказались на сильно эксцентричных орбитах, на которых не будет обитаемой среды. Доктор Кейн отмечает в этой статье, что лучшее понимание архитектуры Солнечной системы, особенно того, насколько редка наша Солнечная система, поможет определить потенциал обитаемости конкретной системы и ее планет.
«Сможет ли планета поддерживать долгосрочные умеренные условия на поверхности, зависит от многих факторов», — говорит доктор Кейн. Вселенная сегодня. «Одним из важных факторов является архитектура системы, и открытия экзопланет показали, что архитектура Солнечной системы встречается редко. Имеет ли значение наличие двух планет-гигантов, таких как Юпитер и Сатурн? Что, если бы у нас было больше планет-гигантов или меньше? Изучая разнообразие других планетных систем, мы получаем важное представление о том, как архитектура Солнечной системы способствовала обитаемости Земли».
Оба исследования подчеркивают важность дальнейших исследований архитектуры Солнечной системы, особенно того, как планеты размером с Юпитер влияют на эволюцию и обитаемость системы.
Какие новые открытия сделают исследователи об Экзо-Юпитерах в ближайшие годы и десятилетия? Только время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!
Как всегда, продолжайте заниматься наукой и продолжайте искать!
