Еще кое-что о системе Ипсилон Андромеды (полный текст здесь):
http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2005/04/13_planet.shtml'Согласно новому исследованию, проведенному учеными из Калифорнийского Университета, Беркли, и Северо-Западного Университета, специфические орбиты трех
планет, накручивающих петли вокруг далекой звезды, можно объяснить, только если предположить, что четвертая
планета наткнулась на одну из них и выбила ее с круговой орбиты. Это заключение основано на результатах компьютерной экстраполяции 13-летних наблюдений движения
планет вокруг звезды Ипсилон Андромеды. Предполагается, что некруговые и часто высокоэллиптичные орбиты многих внесолнечных
планет, обнаруженных к настоящему моменту, могут быть результатом рассеяния
планет друг на друге. В таком сценарии одна из
планет может быть полностью выброшена из системы или отброшена на удаленную орбиту, оставив внутренние
планеты на эксцентричных орбитах.
'Возможно, это одна из двух или трех внесолнечных систем, которые имеют наилучший ряд наблюдений и самые сильные ограничения, что говорит об уникальной истории', - сказал Эрик Форд из Беркли. - 'Наше объяснение состоит в том, что первоначально орбита
внешней планеты была круглой, но потом
планета получила внезапный кик, толчок, который изменил ее орбиту, сделав ее высокоэллиптичной. Чтобы обеспечить этот толчок, мы предположили, что существует дополнительная
планета, которую мы сейчас не видим. Мы верим, что теперь мы понимаем, как образуются такие системы'.
Если бы такая
планета пролетела бы через нашу солнечную систему на заре ее истории, отметили исследователи, внутренние
планеты не имели бы таких хороших круглых орбит, как сейчас, и, возможно, климат Земли менялся бы слишком сильно для возникновения на ней жизни.
'В то время как орбиты
планет в нашей Солнечной системе остаются стабильными на протяжении миллиардов лет, это не так для
планет, вращающихся вокруг Ипсилон Андромеды', - сказал Форд. - 'В то время как те
планеты, возможно, сформировались подобно Юпитеру и Сатурну, их текущие орбиты ваялись последней фазой хаотических и мощных взаимодействий'.
Говорит коллега Форда, Фредерик А. Розайо, профессор физики и астрономии в Северно-Западном Университете: 'Наши результаты показывают, что простой механизм, часто называемый
планет-планетным рассеянием, - своего рода эффект рогатки из-за сильного гравитационного взаимодействия между двумя
планетами, когда они подходят очень близко друг к другу, - должен отвечать за высокоэллиптичные орбиты, наблюдаемые в системе Ипсилон Андромеды. Мы полагаем, что
планет-планетное рассеяние часто происходит во внесолнечных планетных системах, не только в этой, в результате сильной нестабильности. Так, в то время как планетные системы вокруг других звезд могут быть обычным делом, виды планетных систем, которые могут поддерживать жизнь, которые, подобно нашей Солнечной системе, остаются стабильными очень долгое время, возможно, не столь обычны'.
О компьютерном моделировании этой ситуации было рассказано в апрельском номере журнала Nature Фордом, Розайо и Verene Lystad (как правильно произнести это имя?)
Планетная система вокруг звезды Ипсилон Андромеды - одна из наиболее изученных из более чем 160 планетных систем, известных в настоящее время. Внутренняя
планета, 'горячий юпитер', находящаяся так близко к своей звезде, что ее орбитальный период равен всего нескольким дням, была открыта в 1996 году группой Марси (Marcy). Две
внешние планеты с вытянутыми орбитами, которые сильно взаимодействуют друг с другом, были обнаружены в 1999 году. Эти три гигантские юпитероподобные
планеты вокруг Ипсилон Андромеды явили собой первую мультипланетную систему, открытую с помощью доплеровской спектроскопии.
Из-за необычных свойств планетных орбит вокруг Ипсилон Андромеды Марси и его команда изучали эту систему очень подробно, сделав около 500 наблюдений - почти в 10 раз больше, чем для большинства других обнаруженных внесолнечных
планет. Эти наблюдения колебаний в движении звезды, вызванных вращением
планет, дают очень точный рисунок движения
планет вокруг звезды.
'Наблюдения были настолько точны, что мы можем увидеть и предсказывать то, что будет через десятки тысяч лет в будущем', - сказал Форд.
Сегодня самая внутренняя
планета вращается очень близко к звезде, а две другие находятся на эллиптических орбитах. Компьютерное моделирование прошлых и будущих изменений орбит показывает, что
внешние планеты находятся в повторяющемся танце, который каждые 7000 лет приводит орбиту средней
планеты к кругу.
'Такое свойство - возвращение к круговой орбите - весьма замечательно, обычно этого не происходит', - сказал Форд. - 'Единственное объяснение состоит в том, что когда-то эти
планеты находились на круговых орбитах, и одна из них получила большой кик, толчок, сделавший орбиту эксцентричной. Тогда последующая эволюция заставила и другую
планету увеличивать эксцентриситет своей орбиты, но из-за сохранения энергии и углового момента она периодически возвращается к своей прежней почти круговой орбите'.
Предварительно астрономами были предложены два возможных сценария формирования планетной системы Ипсилон Андромеды, но наблюдательных данных было недостаточно, чтобы выбрать между ними. Другой астроном, Renu Malhotra из Аризонского Университета, предположил, что
планет-планетное рассеяние могло увеличить эксцентриситеты орбит в системе Ипсилон Андромеды. Альтернативное объяснение состояло в том, что взаимодействие между
планетами и газовым диском вокруг звезды также могло привести к таким эксцентричным орбитам. Однако, комбинируя дополнительные наблюдательные данные с новыми компьютерными моделями, Форд и его коллеги показали, что взаимодействие с газовым диском не может привести к наблюдаемым орбитам, тогда как взаимодействие с другой
планетой естественно приводят к ним.
'Ключевое различие между теориями заключается в том, что взаимодействие с
внешним диском заставит орбиты изменяться очень медленно, тогда как сильное взаимодействие с пролетающей
планетой изменило бы орбиты очень быстро по сравнению с 7000-летним масштабом времени эволюции орбит', - сказал Форд. - 'Поскольку эти две гипотезы делают различные предсказания для эволюции этой системы, мы можем реконструировать историю системы, основываясь на текущих орбитах
планет'.
Форд сказал, что поскольку
планеты формируются в газопылевом диске, после формирования они оказываются на почти круговых орбитах. После того, как газ и пыль рассеются, только взаимодействие с мимо пролетающей
планетой способно создать специфические орбиты двух
внешних планет, наблюдаемых сегодня. Возможно, отметил он, взаимодействующая
планета была выбита в область внутренних
планет взаимодействием с другими
планетами, далекими от центральной звезды.
Когда это случилось, результирующее хаотическое взаимодействие привело к высоко эксцентричной орбите третьей
планеты, которая также начала постепенно изменять орбиту второй
планеты. Поскольку
внешняя планета доминирует в системе, возмущения, в течение долгого времени воздействующего на орбиту второй
планеты, оказалось достаточно, чтобы медленно исказить ее до эллиптичной орбиты, наблюдаемой сегодня, хотя каждые 7000 лет или около того средняя
планета постепенно возвращается к своей первоначальной круговой орбите.
'Это и есть то, что делает систему такой необычной', - сказал Розайо. - 'Обычное гравитационное сцепление двух эллиптических орбит никогда не заставило бы одну из них возвращаться к почти совершенному кругу. Круг - особенная кривая'.
'Первоначально главная цель нашего исследования состояла в моделировании планетной системы Ипсилон Андромеды, по существу, чтобы определить, лежат ли обе
планеты в одной плоскости, подобно
планетам Солнечной системы, - сказала Листад. - 'Мы были удивлены, когда обнаружилось, что для многих наших компьютерных симуляций было трудно сказать, были ли
планеты в одной плоскости, из-за того, что орбита средней
планеты периодически становилась почти круглой. Как только мы заметили, что это странное поведение присутствовало во всех наших симуляциях, мы признали это как признак системы, подвергшейся
планет-планетному рассеянию. Мы поняли, что случилось нечто гораздо более интересное, чем мы могли прежде предположить'.
Понимание, как происходило формирование и эволюция системы Ипсилон Андромеды и других внесолнечных планетных систем, имеет большое значение для нашей собственной Солнечной системы.
'Как только вы понимаете, что большинство из известных внесолнечных
планет имеют очень эксцентричные орбиты (подобно
планетам в системе Ипсилон Андромеды), вы начинаете задаваться вопросом, могло ли быть что-нибудь специальное в нашей собственной Солнечной системе', - сказал Форд. - 'Могло ли сильное
планет-планетное рассеяние настолько обычным, что лишь немногие из планетных систем остаются спокойными и пригодными для жилья? Астрономы во главе с Марси, профессором астрономии в Беркли, продолжают делать наблюдения, которые в конечном счете ответят на этот вопрос'.
О системе Ипсилон Андромеды.
Звезда Ипсилон Андромеды, расположена на расстоянии 52 световых лет от Солнца (16 пс), спектральный класс F8 V, масса 1,34 солнечных массы, радиус 1,66 солнечных радиусов, абсолютная звездная величина 4,1.
Первая (внутренняя)
планета.
M * sin I = 0,72 M
J, орбитальное расстояние 0,059 а.е., орбитальный период 4.6171 дня, вычисленная температура поверхности 1400К.
Вторая (средняя)
планета.
M * sin I = 1,98 M
J, орбитальное расстояние изменяется от 0,63 до 1,02 а.е. орбитальный период 242 дня.
Третья (
внешняя)
планета.
M * sin I = 4,11 M
J, орбитальное расстояние изменяется от 1,6 до 3,4 а.е., орбитальный период 1266,6 дней.
Данные взяты отсюда:
http://www.extrasolar.net/mainframes.html