Астрофизики обнаружили «омолаживающий» эффект планет на свои звезды

Астрономы Института астрофизики Лейбница (Германия) обнаружили, что экзопланеты могут оказывать «омолаживающий» эффект на родительские звезды, мешая астрономам определить точный возраст последних.

К такому выводу ученые пришли на основе результатов наблюдений за двойными звездами с помощью рентгеновского космического телескопа НАСА Chandra («Чандра»). Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Крупная экзопланета, относящаяся к классу горячий юпитер, то есть вращающаяся на близкой к звезде орбите, может передавать ей угловой момент через приливное взаимодействие. В тех случаях, когда период обращения планеты короче периода вращения звезды, это может привести к ускорению вращения звезды. Напротив, скорость вращения одиночных звезд должна падать быстрее из-за магнитного торможения. В результате звезда, имеющая планету, проявляет больше активности и производит больше рентгеновских лучей, что обычно связывается со звездной молодостью.

Однако при наблюдениях сложно определить, является ли звезда необычайно активной из-за того, что на нее влияет близкая планета, или дело действительно в возрасте. Чтобы решить эту проблему, астрономы провели исследование 16 двойных систем, в которых вокруг одной из звезд вращается горячий юпитер, с помощью рентгеновских обсерваторий Chandra и XMM-Newton ЕКА. В таких системах экзопланета может воздействовать только на одну звезду, а другая звезда находится достаточно далеко, поэтому на нее не влияет ни планета, ни компаньон.


По измерению рентгеновских лучей измерялись активности звезд и скорость их вращения, что позволило определить относительный возраст как звезды, имеющей планеты, так и ее компаньона. Ученые также использовали три модели приливного взаимодействия, чтобы предсказать, какие планеты будут обмениваться с родительскими светилами угловым моментом. Оказалось, что звезды, которые должны взаимодействовать со своими горячими юпитерами, как правило, должны быть ярче в рентгеновском диапазоне и, следовательно, быть более активны, чем их звезды-компаньоны без экзопланет.

Эти уровни смоделированной активности совпадали с наблюдаемыми периодами вращения для родительских звезд в соответствии с обычными соотношениями вращения и активности. Иными словами, наблюдаемый эффект действительно вызван приливным взаимодействием, а не чисто магнитным взаимодействием, которое, как ожидается, может повлиять на звездную активность, но не обязательно на вращение. Таким образом, массивные близкие планеты оказывают «омолаживающее» действие на вращение звезд, в то время как более мелкие и более удаленные планеты не оказывают существенного влияния.