Элизабет Таскер - Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

Хотя смерть солнцеподобной звезды, сопровождающаяся ее превращением в белый карлик, протекает не столь бурно, как у более массивных собратьев, она может представлять определенную опасность для другого компонента системы. Когда умирающая звезда расширяется, превращаясь в красный гигант, ее внешние слои могут не перелиться на находящегося поблизости компаньона, а окутать его. В результате одна звезда оказывается в теле другой, образуя нечто похожее на гигантское яйцо с двумя желтками. Такую пару называют системой с общей оболочкой. Под воздействием окружающего звездного вещества звезда, оказавшаяся внутри, переходит на все более короткие орбиты. Сокращение орбиты сопровождается выбросом энергии, которая выталкивает окружающие звезду слои, открывая белый карлик в ядре красного гиганта.

Из-за скрывающих их складок красного гиганта наблюдать за звездами в системе с общей оболочкой исключительно трудно. Но предполагается, что двойные системы, состоящие из белого карлика с обращающимся вокруг него на очень короткой орбите компаньоном, когда-то имели общую оболочку. К их числу относится и система NN Змеи, компоненты которой могли быть притянуты друг к другу в тот период, когда белый карлик был раздутым красным гигантом. Быть проглоченным целиком — далеко не самый лучший способ обзавестись планетной системой. Но в очередной раз Вселенной это не помешало.

Как и Кеплер-16, NN Змеи — затменная двойная система, компоненты которой с точки зрения наблюдателя с Земли проходят друг перед другом. Зафиксировав незначительные отклонения в интервалах между затмениями, астрономы пришли к казавшемуся совершенно неправдоподобным выводу о том, что рядом со звездной парой есть что-то еще.

Небольшие отклонения в орбите NN Змеи вызваны двумя планетами-компаньонами. Это массивные газовые гиганты, один из которых в семь раз больше Юпитера, а второй — вдвое. Они обращаются вокруг тесной пары звезд на значительно большем расстоянии, составляющем 3,5 а.е. и 5,5 а.е., с периодом 7,7 и 15,5 лет соответственно. Сформировались ли эти планеты вместе с компонентами двойной системы или же они родились в момент сброса общей оболочки?

Первый вариант не выглядит правдоподобным, поскольку планете трудно пережить смерть звезды. Потеря внешних слоев красного гиганта не сравнится по разрушительным последствиям со взрывом сверхновой, но она все-таки привела к уменьшению массы звездной пары приблизительно на 75%. В случае с PSR B1620–26 b столь значительной потери массы удалось избежать благодаря аккреции вытолкнутой оболочки на пульсар. Менее массивные звезды NN Змеи лишились этого материала, значит, им было бы трудно удержать обращающиеся вокруг них планеты. Поэтому более вероятным кажется сценарий, согласно которому планеты в NN Змеи намного моложе своих звезд.

Если допустить, что вокруг компонентов двойной звезды образовался диск из сброшенной красным гигантом оболочки, это могло положить начало формированию второго поколения планет. Применительно к NN Змеи это бы означало, что две найденные там планеты очень молоды. Температура белого карлика в звездной паре чрезвычайно высока, достигая 57 000 °C, из чего следует, что с момента его образования прошло не так много времени и остыть он не успел. Исходя из температуры, возраст белого карлика (а вместе с ним и максимально возможный возраст планет) не превышает 1 млн лет. Столь короткий период формирования указывает на то, что газовые гиганты не являются результатом постепенного слипания планетезималей в соответствии с моделью аккреции на ядро. Скорее планеты родились в оболочке из сброшенных звездных слоев в результате развития в диске неустойчивости, так как в таком сценарии скорость формирования выше.

Система NN Змеи — средоточие крайностей: планеты, рожденные в сброшенных слоях звезд, заключенных в общее тело. По правде говоря, она настолько странная, что закончить рассказ о ней следует предостережением. За время, прошедшее с открытия NN Змеи, были найдены еще две тесные затменно-двойные звезды, в которых наблюдались аналогичные отклонения времени прохождения. Сначала исследователи решили, что, как и в случае с NN Змеи, вызывают их планеты. Но анализ орбит планет показал, что они не могли оставаться стабильными: миры на таких орбитах были бы обречены столкнуться со звездами либо быть выкинутыми из системы. Таким образом, колебания орбит компонентов двойных звезд были обусловлены другим, неведомым событием. Орбиты планет вокруг NN Змеи стабильны, но сравнение с похожими системами показывает, что возможность для других толкований до сих пор существует. Таким образом, тесные затменно-двойные звезды могут еще хранить секреты, не имеющие никакого отношения к планетам.