Экзопланеты обнаруживаются на расстояниях, достигающих десятков тысяч световых лет, однако у многих звезд, расположенных ближе к нам, не зафиксировано ни одной планеты. Исследователи провели сопоставление звезд, имеющих планетные системы, и «одиноких» звезд, и выявили между ними существенные различия в возрасте, химическом составе и положении в галактике.
На сегодняшний день открыто лишь несколько тысяч экзопланет. Это крайне незначительное число, если учитывать масштабы Галактики, где насчитывается сотни миллиардов звёзд. Причём, как правило, речь идёт о мирах, расположенных в относительно близких к нам областях — в так называемом «спальном районе» Млечного Пути. Недавно, впрочем, удалось зафиксировать сразу две экзопланеты, находящиеся вблизи галактического центра, на расстоянии 27 тысяч световых лет от Земли. Однако, большая часть обнаруженных планет находится в радиусе всего нескольких тысяч световых лет от нас. Напомним, что Млечный Путь простирается на сотню тысяч световых лет.
Несмотря на это, накоплено достаточно информации об экзопланетах, чтобы проводить статистический анализ и формировать общее понимание факторов, влияющих на их возникновение во Вселенной. Среди ближайших звезд можно найти немало тех, вблизи которых не было обнаружено ни одной планеты. Безусловно, это не исключает их наличия, но позволяет предположить, что наличие планет не является закономерностью для каждой звезды.
Недавно группа астрофизиков из Португалии и Италии провела сбор и анализ данных об экзопланетах, чтобы сопоставить три показателя: возраст звезды, химический состав звезды и ее положение относительно центра галактики. Для этого были использованы две группы звезд: первая состояла из 670 звезд, расположенных в пределах шести тысяч световых лет и имеющих в общей сложности 872 планеты, вторая – из 938 звезд, находящихся в радиусе полутора тысяч световых лет от нас, то есть представляющих собой ближайшие звездные системы. При этом у 818 из этих ближайших звезд обнаружено, что они не имеют планет, то есть являются одиночными. У остальных 120 звезд в сумме насчитывается 177 планет.
Определение возраста и химического состава звезд обычно основано на анализе их излучения: светимость позволяет оценить температуру, что, в свою очередь, дает представление о стадии эволюции звезды. Спектральный анализ позволяет выявить химические элементы, присутствующие в звезде, поскольку каждый из них характеризуется уникальным спектром излучения.
Владельцев планет можно разделить на три группы: тех, кто владеет огромными мирами, тех, у кого есть небольшие планеты, подобные Земле, и тех, кто обладает исключительно миниатюрными мирами.
В статье авторы представили итоги проведенного ими обширного исследования, доступной на сервере препринтов Корнеллского университета (США). Выяснилось, что в целом звезды — обладатели планет моложе, богаче тяжелыми элементами и ближе к центру галактики.
Заметно, что возраст «владельцев» планет небольшого размера оказался максимальным среди всех прочих «семейных» звезд. Однако в целом средний возраст звезд, имеющих планеты, составляет около шести-семи миллиардов лет. Следует отметить, что Вселенной 13,8 миллиарда лет. Таким образом, планеты в ней начали формироваться не сразу, не одновременно с первыми звездами, и звезды, имеющие миры, в основном являются светилами не первого поколения.
Вероятно, к моменту формирования звезд, имеющих планетные системы, их предшественники, посредством термоядерных реакций, взрывов и столкновений, внесли существенный вклад в обогащение Вселенной различными химическими элементами. Из этого космического разнообразия формировались газопылевые облака – будущие места рождения звезд и, одновременно, зарождения планет».
По данным недавнего исследования, звезды, имеющие планетную систему, демонстрируют значительно более высокое содержание тяжелых элементов по сравнению с теми, что существуют в одиночестве. Следует отметить, что в астрономии под термином «металлы» подразумеваются все элементы, атомная масса которых превышает массу водорода и гелия.
В результате проведенного анализа удалось установить так называемый галактический радиус звездообразования – область вокруг центра галактики, в которой формируется значительная часть звезд. Выяснилось, что звезды, имеющие суперюпитеры и другие массивные планеты, необъяснимым образом сосредоточены в диапазоне 18–19 тысяч световых лет от центра Млечного Пути, в то время как звезды с небольшими планетами встречаются более равномерно по всей галактике.