С помощью знаменитого «охотника за планетами» - приемника HARPS, используемого астрономами ESO в Чили, а также других телескопов в разных частях Земли, открыты три планеты, обращающиеся вокруг звезд в скоплении Messier 67. Хотя сейчас за пределами Солнечной системы уже уверенно отождествлено более тысячи планет, всего горсточка из этого числа находится в звездных скоплениях. Замечательно, что одна из новооткрытых экзопланет принадлежит звезде редкого типа «двойников Солнца», которая во всех отношениях почти полностью идентична нашему светилу.
Планеты, обращающиеся вокруг других звезд, сейчас никого не удивляют – вполне обычные небесные объекты. Эти так называемые «экзопланеты» обнаруживаются у звезд самого разного возраста и химического состава по всему небу. Но до сих пор очень мало таких планет было открыто внутри звездных скоплений. И это странно, так как известно, что большинство звезд родилось именно в скоплениях. Чтобы объяснить эту непонятную особенность, астрономы пытаются понять, чем может отличаться образование планет в звездных скоплениях.
Есть два основных типа звездных скоплений. Рассеянные или открытые скопления – это группы звезд, сравнительно недавно совместно образовавшихся из одного газово-пылевого облака. Они расположены в основном в спиральных рукавах таких галактик, как наш Млечный Путь. Шаровые скопления – это значительно более крупные сферические конгломераты гораздо более старых звезд, вращающиеся вокруг центра своей галактики. Несмотря на тщательные поиски, в шаровых скоплениях не обнаружено ни одной планеты, а в рассеянных скоплениях – меньше шести. За последние два года экзопланеты найдены еще в скоплениях NGC 6811 и Messier 44; совсем недавно еще одна обнаружена в ярком и близком к Земле скоплении Гиады.
Анна Брукаласси из Института космической физики им.Макса Планка в Гархинге (Германия), первый автор новой работы, и ее группа попытались исследовать эту проблему. "Звезды в скоплении Messier 67 примерно того же возраста и химического состава, что и Солнце. Это значит, что у нас есть идеальная природная лаборатория, в которой можно выяснить, сколько планет образуется у такого количества похожих звезд и формируются ли они в основном вокруг более или менее массивных звезд”.
Группа работала с приемником HARPS – инструментом, специально предназначенном для поисков планет, и установленном на 3.6-метровом телескопе ESO в обсерватории Ла Силья. Полученные результаты были дополнены наблюдениями, выполненными в некоторых других обсерваториях мира. В течение шести лет астрономы тщательно отслеживали 88 избранных звезд в Messier 67 в поисках едва заметных колебательных движений этих звезд в направлении к Земле и от нее – эффект, который свидетельствует о наличии планет.
Большинство рассеянных скоплений диссипируют, то есть рассеиваются в пространстве за несколько десятков миллионов лет. Правда, те из них, которые отличаются более высокой звездной плотностью, могут сохранять свою целостность гораздо дольше. Messier 67 и является примером такого долгоживущего скопления, одним из самых старых и хорошо изученных скоплений в относительной близости к Земле.
Скопление М 67 находится в 2500 световых лет от нас в созвездии Рака и содержит около 500 звезд. Многие из этих звезд слабее, чем те, вокруг которых обычно ищут экзопланеты, поэтому возможности приемника HARPS пришлось использовать на полную мощность.
В результате было найдено три планеты. Две из них обращаются вокруг звезд, похожих на Солнце, одна – вокруг более массивного и старого красного гиганта. Первые две планеты имеют массы около трети массы Юпитера и обращаются вокруг материнских звезд одна за семь, а другая за пять дней. Третья планета совершает оборот за 122 дня и по массе превосходит Юпитер. Метод лучевых скоростей дает нижнюю оценку массы планеты: чем больше наклонение орбиты планеты к лучу зрения, тем больше должна быть масса планеты, чтобы обеспечить то же наблюдаемое изменение лучевой скорости.
Первая из этих трех планет замечательна тем, что ее родительская звезда относится к числу немногих найденных до сих пор «двойников Солнца» - она почти полностью идентична Солнцу по всем параметрам. Это первый «двойник Солнца» в звездном скоплении, у которого обнаружена планета. Двойники Солнца , аналоги Солнца и звезды типа Солнца – категории звезд, в разной степени подобных Солнцу. Из них «двойники Солнца» имеют наибольшее сходство с нашей материнской звездой по всем основным параметрам: массе, температуре и химическому составу. Такие звезды очень редки, хотя солнцеподобные звезды вообще, при меньшей степени сходства с Солнцем, распространены гораздо больше.
Две из трех найденных планет относятся к типу «горячих юпитеров» — они сравнимы с Юпитером по размерам, но расположены гораздо ближе к своим светилам и поэтому гораздо горячее. Все три планеты ближе к своим звездам, чем внутренние границы «зон обитания» этих звезд – областей пространства, в пределах которых возможно существование жидкой воды.
"Наши новые результаты свидетельствуют о том, что в рассеянных звездных скоплениях планеты встречаются примерно так же часто, как и у изолированных звезд, просто их нелегко зарегистрировать”, - говорит Лука Паскини из ESO (Гархинг, Германия), соавтор исследования. "Эти результаты противоречат более ранним работам, в ходе которых планеты в скоплениях обнаружить не удавалось, но зато они согласуются с некоторыми свежими наблюдениями. Мы продолжаем наблюдать это скопление с целью выяснить, как различаются звезды, имеющие планеты и не имеющие их, по массе и химическому составу”.
С помощью знаменитого «охотника за планетами» - приемника HARPS, используемого астрономами ESO в Чили, а также других телескопов в разных частях Земли, открыты три планеты, обращающиеся вокруг звезд в скоплении Messier 67. Хотя сейчас за пределами Солнечной системы уже уверенно отождествлено более тысячи планет, всего горсточка из этого числа находится в звездных скоплениях. Замечательно, что одна из новооткрытых экзопланет принадлежит звезде редкого типа «двойников Солнца», которая во всех отношениях почти полностью идентична нашему светилу.