Ученые: Экзопланеты, вращающиеся близко к своим звёздам, теряют свои луны

Исследование, проведенное учеными из Университета Нанкина в Китае, показало, что экзопланеты, вращающиеся слишком близко к своим звёздам, зачастую теряют свои спутники.

За последние два десятилетия за пределами Солнечной системы найдено более 3,4 тысячи экзопланет. Астрономы обнаружили, что многие из этих планет имеют тенденцию находиться на очень близких орбитах к своим звездам, в 10 раз ближе, по сравнению с орбитой Земли вокруг Солнца.

Проведенные исследования показали, что спутники экзопланет, которые называются «экзолунами», должны быть такими же большими, как Земля, если не больше. Только таких размеров спутник может существовать вокруг экзопланеты, которая находится на таком расстоянии от своей звезды, при котором температура на ее поверхности достаточна для существования воды в жидком состоянии.

Астроном Джи-Вэй Се и его команда решили выяснить причину, почему вокруг экзопланет существует так мало экзолун, о характеристиках которых до сих пор ничего не известно.

Для поиска экзопланет ученые используют метод радиальной скорости, при котором родительская звезда, обладающая планетарной системой, изменяет свою скорость по отношению к Земле. Второй метод называется транзитным, который обнаруживает любое временное затемнение звезды, если планета ее системы проходит перед ней. Чем ближе планета к звезде, тем затемнение более заметно.

Планеты, расположенные близко к своим звездам, более подвержены воздействию радиации, по сравнению с планетами, расположенными в отдалении. Это значит, что атмосфера на этих экзопланетах, скорее всего, уничтожена интенсивным излучением в процессе, который называется фото-испарением.

«Именно в результате  фото-испарения орбиты спутников экзопланет становятся нестабильными», - сказал Джи-Вэй Се.

Для определения влияния звезды на экзолуны ученые создали компьютерную модель, в которую в качестве примера был взяты планеты похожие на ледяной гигант Нептун, масса которых в 14-20 раз превышала массу Земли. Каждый из этих ледяных гигантов, на орбите которого были размещены около пятисот лун, поместили вокруг звезды на расстоянии в 10 раз ближе, чем Земля вращается вокруг Солнца. Ученых интересовало, что произойдет с экзолунами, если масса планеты в результате фото-испарения уменьшится наполовину.

Оказалось, что потеря массы планеты привела к уменьшению гравитационного притяжения, следовательно, орбиты её спутников приобрели все более овальную форму, а некоторые луны просто соскользнули с орбиты из-за отсутствия сил притяжения.

«Моделирование показало, что вокруг планет спутников вообще не оказалось», - сказал Се.

25% лун ушли с орбиты своих планет и стали вращаться вокруг звезды. Некоторые из них полностью покинули свою звездную систему, превратившись в «планеты-странники», блуждающие по всей галактике. Но что оказалось гораздо более пугающим, почти половина спутников столкнулись с экзопланетой.

«В целом, результаты исследования показали, что экзолуны не стоит искать возле планет, расположенных близко к своим звёздам, особенно к красным карликам, которые являются источниками рентгеновского излучения, увеличивающего фото-испарение», - сказал Джи-Вэй Се.

Около 70% звезд в нашей Галактике являются красными карликами, которые в 50 раз слабее Солнца. Кроме того, многие планеты, вращающиеся вокруг красных карликовых звезд, как правило, приливно заблокированы. Это значит, что одна сторона планеты постоянно освещена, в то время как другая всегда находится в темноте.

«Наши результаты позволили предположить, что вокруг красных карликов из-за эффекта фото-испарения не существует планет пригодных для жизни», - заключил Се.