Ученые нашли "везучую" планету-пришельца из другой галактики

18 ноября 2010 года

Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили обнаружили умирающую звезду и ее экзопланету, попавшие в Млечный Путь из "съеденной" им галактики - это первая в истории астрономии подтвержденная внегалактическая экзопланета, заявили в четверг участники пресс-конференции ESO.

Найденная учеными планета HIP 13044 b массой около 1,25 массы Юпитера, помимо внегалактического происхождения, необычна еще и тем, что пережила превращение своей звезды в красного гиганта - через несколько миллиардов лет та же судьба ожидает Солнце и нашу собственную планету.

"Эта группа звезд (переживших стадию красного гиганта) очень плохо изучена с точки зрения наличия экзопланет. Это делает открытие нашей планеты (HIP 13044 b) уникальным: оно рассказывает об эволюции планетной системы после стадии красного гиганта. Мы бы хотели понять, как планета может пережить эту стадию эволюции звезды", - сказал журналистам Джонни Сетьяван (Johny Setiawan) из Института астрономии Общества Макса Планка.

"Это открывает для нас окно в будущее нашей собственной Солнечной системы", - добавил Сетьяван.

Обнаружить "пришельца" ученые смогли по данным наблюдений спектрографа FEROS, установленного на 2,2-метровом телескопе MPG/ESO в обсерватории Ла-Силья. Астрономы нашли планету с помощью метода лучевых скоростей - то есть путем отслеживания малых колебаний в собственных движениях звезды, вызванных гравитационным воздействием планеты. Результаты исследования опубликованы в электронной версии журнала Science.

НЕОБЫЧНАЯ СЕМЕЙКА

Звезда HIP 13044 находится на расстоянии около 2,2 тысячи световых лет от Земли в созвездии Печи. Она входит в так называемый поток Хельми - группу звезд, которая изначально принадлежала карликовой галактике, поглощенной Млечным Путем. Этот акт галактического "каннибализма" произошел примерно 6-8 миллиардов лет назад. По оценкам ученых, "съеденная" галактика по размерам была сопоставима с карликовой эллиптической галактикой в созвездии Стрельца.

HIP 13044 относится к так называемой горизонтальной ветви диаграммы Герцшпрунга - Рассела. Эта группа звезд уже прошла через превращение в красного гиганта, когда звезда расширяется после выгорания водородного "топлива" в ее ядре. Если звезда обладает достаточной массой, в ее ядре начинается реакция синтеза углерода из гелия - на некоторое время звезда получает "отсрочку" и снова сжимается. После того, как "прогорит" и гелий, звезда, опять же в зависимости от массы, либо сбросит оболочку и превратится в белый карлик, либо перейдет на более тяжелое "топливо" и в итоге может закончить свою жизнь нейтронной звездой или черной дырой.

Как отмечают ученые, HIP 13044 вращается неожиданно быстро для звезд горизонтальной ветви. Это, по их мнению, может означать, что, будучи красным гигантом, она могла "проглотить" свои внутренние планеты, что заставило ее вращаться быстрее.

Помимо прочего, звезда HIP 13044 отличается очень низкой металличностью - в ее составе очень мало химических элементов тяжелее гелия. Такие "первобытные" звезды, как считается, возникли на заре существования Вселенной, когда вспышки сверхновых еще не успели "засеять" пространство такими элементами.

"Это загадка для общепринятых моделей формирования планет - как объяснить, как звезда, содержащая крайне мало тяжелых элементов, могла сформировать планету. Планеты вокруг таких звезд, видимо, должны формироваться другим путем", - сказал Сетьяван.

Он добавил, что более 90% известных астрономам экзопланет приходится на звезды с высокой металличностью и обнаружить планету у такой "первобытной" звезды было "крайне удивительно".

ВЕЗУЧАЯ ПЛАНЕТА

Экзопланета HIP 13044 b находится близко к своей "хозяйке": в ближайшей точке своей эллиптической орбиты она подходит к звезде на расстояние около 0,055 астрономической единицы (5,5% расстояния от Земли до Солнца), а период ее обращения составляет 16,2 дня. Скорее всего, изначально планета находилась дальше, но взаимодействие с веществом, выбрасываемым расширяющейся звездой, могло затормозить ее движение, и HIP 13044 b оказалась так близко от звезды.

По словам Сетьявана, у ученых нет точных оценок температуры поверхности планеты, но возможно, что она незначительно отличается от обычной температуры "горячих Юпитеров". По его словам, вполне вероятно, что HIP 13044 b постепенно разрушается, но происходит это крайне медленно.

"Звезда ведет себя относительно спокойно, после стадии красного гиганта она снова на "тихом" этапе своей жизни. На то, чтобы разрушить или поглотить свою планету, ей потребуется время - сейчас, я бы сказал, планета в безопасности", - сказал ученый.

Соавтор работы Райнер Клемент (Rainer Klement) из Института астрономии Общества Макса Планка пояснил: в том, что HIP 13044 b пережила поглощение "родной" галактики Млечным Путем, нет ничего удивительного. Этот процесс протекает при колоссальных масштабах расстояний - планету же могло бы "потревожить" лишь очень близкое столкновение с другой звездой. Правда, по словам астрономов, в будущем ей все же угрожает гибель, когда HIP 13044 на следующей стадии своей жизни расширится еще сильнее.

ПЕРВЫЕ ПРИШЕЛЬЦЫ

За последние 15 лет астрономы открыли почти 500 экзопланет в нашей галактике, но пока не было подтвержденных данных о планетах за пределами нашей звездной системы. Как отмечают астрономы, в случае с HIP 13044 b "космическое слияние доставило внегалактическую планету в пределы нашей досягаемости".

По словам Райнера, это первое подобное открытие, которое можно перепроверить. В июне 2009 года международная группа ученых сообщила об обнаружении экзопланеты в галактике M31, туманности Андромеды. Этот объект обнаружили методом гравитационного микролинзирования, когда планеты находят по колебаниям искажений света далеких звезд, вызванных гравитацией системы звезда -планета.

"Шансов повторить эти измерения нет, микролинзирование - единичное событие, и по сути его нельзя повторить. Так что подтвердить это заявление нельзя", - сказал Райнер, добавив, что существование HIP 13044 b, напротив, подтвердить довольно легко.

Сетьяван подчеркнул, что полученный учеными ESO сигнал планеты "очень четкий".

"Я думаю, можно сказать, что вероятность того, что это действительно планета, очень высока", - сказал ученый.

ТРЕТЬЕЙ БУДЕШЬ?

Райнер и Сетьяван сказали, что для более подробного изучения необычной системы потребуются дальнейшие измерения, в том числе на более точном оборудовании ESO.

"Есть предположение, что высоким эксцентриситет орбиты планеты делает третье небесное тело в этой системе... Нам нужны более точные измерения, может быть, более мощный спектрограф, например HARPS, чтобы мы смогли обнаружить сигнал второй планеты, возможно, очень-очень маленькой, меньше, чем HIP 13044 b", - сказал Сетьяван.

При этом ученые особо подчеркнули, что планет земного типа у таких звезд быть не может.

"Я думаю, вероятность этого (образования у звезды с низкой металличностью твердой планеты) равна нулю. Большое количество тяжелых элементов критически важно для формирования твердых планет... при такой низкой металличности возможно лишь формирование газовых гигантов", - сказал Райнер.