Когда астрономы начали открывать сотни, а затем тысячи экзопланет, они обнаружили, что есть два типа планет, которые не представлены в нашей Солнечной системе. Первые — суперземли. Им присуща граница между большими каменистыми мирами, подобными Земле, и маленькими газовыми планетами, подобными Нептуну. Вторые — горячие газовые гиганты подобные Юпитеру, которые обращаются вокруг своей звезды за считанные дни.
Есть вероятность, что на внешней границе нашей Солнечной системы скрывается суперземля, и астрономы точно знают, что у нашего Солнца нет горячих газовых гигантов. Это редкость, так как близко расположенные на орбите газовые гиганты довольно распространены. Но новое исследование может объяснить, почему в нашей Солнечной системе нет планеты Вулкан.
Одна из причин распространённости экзопланет-горячих газовых гигантов связана с наблюдательным эффектом. Большие планеты, обитающие близко к небольшим звёздам, наиболее легко обнаруживаются, поэтому естественно, что астрономы обнаружили множество таких объектов. С годами техника позволила лучше находить разнообразные планеты, и горячие газовые гиганты остаются распространёнными, особенно вокруг красных карликовых звёзд.
Однако, у учёных накопилась статистика, что они менее распространены вокруг звёзд, похожих на наше Солнце, и авторы этого исследования хотели выяснить, почему.
Поэтому они изучили выборку из 382 звёзд, похожих на Солнце, из исследования California Legacy Survey. Это исследование включает спектроскопические данные, поэтому команда могла рассмотреть такие факторы, как металличность и возраст звезды. В этой выборке 46 звёзд удерживали гигантские газовые планеты, которые команда разделила на горячие «Юпитеры» (с орбитальными периодами в течение нескольких дней) и холодные «Юпитеры» (с орбитальными периодами в течение нескольких лет).
Сначала оказалось, что холодных «Юпитеров» больше, чем горячих «Юпитеров», что противоречит данным по распределению планет вокруг красных карликов. И команда учёных заметила, что вокруг молодых звёзд газовые гиганты нагреваются наиболее вероятно, чем при обращении вокруг старых звёзд. Поэтому учёные использовали выборку для создания байесовской модели горячих «Юпитеров» обращающихся вокруг звёзд, похожих на наше Солнце. Они обнаружили, что статистически числа снижаются примерно в середине жизни звезды, в возрасте около 6 миллиардов лет.
Это показывает, что в то время как орбиты холодных «Юпитеров» стабильны на протяжении многих миллиардов лет, орбиты горячих «Юпитеров» таковыми не являются. Кажется, что орбиты горячих «Юпитеров» со временем становятся нестабильными, и они в итоге поглощаются своей звездой. В результате горячие газовые гиганты редки среди старых звёзд, похожих на Солнце.
Наше Солнце всё ещё находится в начале периода своего среднего возраста, поэтому маловероятно, чтобы вокруг него когда-то вращался горячий газовый гигант, который оно поглотило. Нет никаких доказательств того, что в нашей Солнечной системе когда-либо существовал горячий газовый гигант. Но если бы в молодости нашего Солнца вокруг него вращался такой гигант, он бы успешно смёл любые более маленькие планеты, находящиеся близко к звезде. По крайней мере, теперь известно, что хотя горячие «Юпитеры» распространены, они не являются распространёнными для звёзд среднего возраста, подобных нашему Солнцу.
Исследование также демонстрирует, насколько необычна наша Солнечная система. Звёзды, похожие на Солнце, в относительном смысле редки, а большинство планет обращаются вокруг красных карликов. По мере того, как астрономы продолжают находить планетарные системы, увеличиваются шансы когда-нибудь обнаружить звёздные системы, более подобные нашей, и лучше изучить не только горячие газовые гиганты, но и огромное разнообразие планет, которые существуют во Вселенной.