Система звезды HD GJ676A, отстоящей от Земли на 16,4 пк, располагает планетами, которые намного тяжелее, чем те, что есть в нашей Солнечной. Но при этом она воспроизводит модель последней: землеподобные небесные тела с твёрдой поверхностью — вблизи звезды, а газовые гиганты — вдали.
В HD GJ676A землеподобные планеты находятся предельно близко к местному солнцу, но, похоже, именно тут они и образовались. (Иллюстрация Dana Berry / National Geographic.)

Методы, которыми проводилось её исследование, помогут в обнаружении экзопланет меньших размеров там, где прежде находились лишь газовые гиганты.

Международная группа исследователей под общим руководством астронома Гильема Англада-Эскуде из Института астрофизики Гёттингенского университета (Германия) длительное время анализировала данные различных телескопов, наблюдавших за красными карликами спектрального класса M. Цель работ заключалась в выявлении в их системах планеты низкой массы там, где до этого был известен лишь одиночный газовый гигант. Для этого использовался допплеровский эффект, который проявляется при изменении наблюдаемой радиальной скорости звезды, вызываемой влиянием её маломассивных компаньонов.

В результате в системе GJ676A обнаружились планеты с таким же разбросом по массе, как в нашей Солнечной: от «суперземель», которые в 4,5 раза тяжелее Земли, до «суперюпитеров», впятеро тяжелее собственно Юпитера. Причём если самые маленькие планеты вращаются вокруг красного карлика GJ676A за 3,6 дня, то наиболее крупные и удалённые — за 4 400, что значительно дольше, чем это характерно для планет, находящихся не столь уж далеко от своей звезды.

Всего было найдено четыре планеты-кандидата. Это GJ676 D, GJ676 E, GJ676 B, GJ676 C, удалённые от звезды соответственно на 0,04 а. е. (6 млн км), 0,19, 1,8 и 5,2 а. е. Исследователи говорят, что это один из исчезающе редких случаев, когда планетарная система столь похожа на нашу: самая близкая к Солнцу планета весьма легка. Затем масса постепенно нарастает (у нас — до Юпитера, там — до GJ676 B), после чего начинает снижаться (Сатурн — Нептун, GJ676 B — GJ676 C). Обычно наблюдаемые планеты других звёзд не придерживаются этой схемы, когда-то, до открытия экзопланет, признанной классической и единственно соответствующей модели формирования планетных систем из протопланетного облака.

Из открытия вытекает ряд следствий небезынтересного характера.

Во-первых, в данном случае невозможно сказать, что землеподобные планеты сформировались далеко от звезды, а затем подошли к ней поближе (это объяснило бы столь малые расстояния от них до светила). Ведь тогда образование газовых гигантов в удалённых областях было бы невозможно. Учитывая низкую массу и притяжение самогó красного карлика, даже газовые гиганты не могли сформироваться дальше 5 а. е. (где находится GJ676 C). Значит, землеподобные планеты, находившиеся в считанных миллионах километрах от GJ676A, изначально там и появились.

Хотя это и противоречит картине, наблюдаемой около Солнца (где самая близкая планета располагается в полусотне миллионов километров от звезды), астрономы считают, что у красного карлика формирование планет могло произойти на меньших расстояниях в силу его меньшего светового давления на газ протопланетного облака.

Во-вторых, хотя строение Солнечной системы вовсе не является общепринятым (с мифом об этом покончили первые же находки «горячих Юпитеров», газообразных гигантов, находящихся у своих звёзд намного ближе Меркурия), оно всё же не есть нечто уникальное или редкое. По словам Гильема Англада Эскуде, применённые при поиске методы можно использовать и в других системах, расположенных на относительно небольшом удалении от Земли — там, где уже выявлены планеты-гиганты, но пока неизвестны землеподобные планеты. «Это означает, что, скорее всего, у других систем также есть скрытые компаньоны, — замечает учёный. — Нам просто нужно применить новые методы поиска».

В случае массового обнаружения небольших скалистых планет земного типа там, где уже замечены газовые гиганты, можно будет всерьёз говорить о том, что схема Солнечной системы является широко распространённой, а значит, множество планет вокруг звезды — норма, а не исключение, как когда-то казалось.

Подготовлено по материалам arXiv.