По подсчетам астрономов, около 65% звезд в наблюдаемой Вселенной не одиноки, а входят в состав множественных систем. Похожие на одиночные светила, эти звезды формируются в газопылевых дисках, из которых со временем возникают новые миры. Однако структура этих дисков значительно сложнее и более увлекательна. Ученые изучили множество примеров таких систем и смогли составить представление о планетах, которые могут возникнуть в этих “семьях”.
Одной из самых удивительных звездных систем, находящихся под пристальным наблюдением астрономов, является система GG Тельца, расположенная на расстоянии 379,63 световых лет от нас. Она также известна под другими названиями — LEI 3, CHN 5 и прочими. Система включает один оранжевый карлик и три красных карлика, объединенных в две гравитационно связанные группы: тройную и двойную. Однако ее уникальность заключается не только в количестве звезд, но и в юном возрасте, поскольку она все еще находится в процессе формирования. В этой системе отчетливо наблюдаются протопланетные диски — скопления вещества, которые постепенно сгущаются и преобразуются в целые миры.
В зарождающихся множественных системах протопланетные диски могут окружать каждую звезду индивидуально или представлять собой общий ресурс для всей системы. Во многих случаях наблюдается сочетание обоих типов дисков.
В GG Тельца мы видим особенно сложную картину: у одной из звезд имеется свой небольшой диск, четко выделяется общий диск вокруг тройной системы, и, кроме того, огромное газопылевое кольцо окружает весь квинтет.
Это и другие подобные примеры были недавно охарактеризованы астрономами из Университета Гренобль-Альпы во Франции. Они объяснили, что гравитационное влияние компаньонов, по всей видимости, не позволяет каждой отдельной звезде обладать обширным диском. Это означает, что планеты в таких системах, скорее всего, не будут достигать больших размеров. В то же время общий диск, или, точнее, кольцо, охватывающее всю систему, располагается на значительном расстоянии от звезд.
Астрономы предположили, что иногда вещество из одного диска может перетекать в другой. Более того, в этом веществе могут возникать подобные волнам плотности структуры, которые, как предполагается, способствуют образованию «рукавов» галактик.
Эти явления также наблюдаются в системах UZ Тельца, PDS 339, V866 Скорпиона и HD 142527.
UZ Тельца (JOY 3, HBC 52 и прочие), находящаяся на расстоянии 489,2 световых лет от нас, состоит из трех ярко-красных карликов. Пара звезд окружена весьма обширным протопланетным диском.
PDS 339 (HD 100453, HIP 5635 и другие), расположенная в созвездии Центавра на расстоянии 350 световых лет, представляет собой широкую двойную звёздную систему, состоящую из бело-желтой звезды и красного карлика. У главной звезды уже образовалась протопланета массой в пять раз превышающей массу Юпитера. Кроме того, по данным с помощью "Gaia", здесь может находиться еще один коричневый карлик массой 27,02 масс Юпитера на расстоянии 5 а.е., который, вероятно, способствует рассеиванию протопланетного диска.
V866 Скорпиона (AS 205, HER 25 и прочие) расположена на расстоянии 417,3 световых лет и состоит из трех оранжевых карликов. Основная пара расположена достаточно близко друг к другу. Их возраст не превышает одного миллиона лет. Главная звезда имеет протопланетный диск.
HD 142527 (BIL 5, HIP 78092 и другие), находящаяся в созвездии Волка, является тройной звездной системой, состоящей из очень юного бело-желтого гиганта, который в 10 раз больше Солнца, и двух удаленных от него красных карликов. BIL 5 уникальна тем, что, помимо протопланетного диска, главная звезда обладает также аккреционным диском.
Это объект Хербинга-Аро — не совсем сформировавшаяся звезда, от которой исходят огромные плазменные потоки. Тем не менее, у нее могут существовать экзопланеты или коричневый карлик. Вещество, состоящее из пыли и газа, перемещается от периферии к центру благодаря гравитационному взаимодействию одного или нескольких массивных тел. Таким образом, потоки представляют собой своеобразные «насосы», перекачивающие вещество с края системы к центру, «подпитывая» звезду. В 2022 году "Gaia" обнаружила, что в этой системе на расстоянии 6,7 а.е. может находиться коричневый карлик массой 31,13 масс Юпитера.
Вокруг всех вышеупомянутых систем ученые подтвердили, что их протопланетное вещество действительно образует миниатюрное подобие галактики. Компьютерные симуляции выявили и более необычные случаи: в тройных системах взаимодействие протопланетных дисков создает картину, напоминающую эпический хаос, происходящий при столкновениях галактик.
Иногда звезды в множественных системах движутся по различным плоскостям, что приводит к значительному смещению наблюдаемых протопланетных дисков. Примером подобного явления является тройная система GW Ориона, находящаяся на расстоянии 1312 световых лет. Эта система состоит из двух желтых и одного оранжевого карлика. Согласно исследованиям ученых, планеты в этой системе могут занять весьма необычные орбиты — сильно вытянутые, наклоненные и даже ретроградные. Это означает, что их движение будет направлено против вращения звезды вокруг своей оси.
Исследователи анализировали «поведение» газа и пыли в протопланетных дисках множественных систем и пришли к выводу, что в «индивидуальных» облаках вещества более массивные частицы чаще падают на звезду. Это указывает на то, что образование каменистых планет в таких условиях менее вероятно. Однако в окружающем систему кольце существует возможность формирования мира с твердой поверхностью — так называемых «планет Татуин», на небе над которыми будут светить два или три солнца.
Ученые решили завершить свою статью не стандартными фразами вроде «Исследование систем продолжится», а вдохновились цитатой Уильяма Гершеля, одного из первых наблюдателей множественных звездных систем, который сравнивал их с «пышными садами» и «цветущими клумбами».
