Орбиты транзитных коричневых карликов: близкие почти круглые, далёкие вытянутее

Тиаго Феррейра и Малена Райс из Йельского университета собрали выборку коричневых карликов, которые проходят по диску своих звёзд, и заново определили форму их орбит. Работа опубликована в The Astronomical Journal. Коричневыми карликами называют тела массой примерно от 13 до 75 масс Юпитера. Транзитных среди них известно около пятидесяти. В разных статьях эксцентриситеты определяли по-разному, а выбор априорных распределений может смещать оценки. Поэтому авторы обработали архивные измерения лучевых скоростей 50 систем по единой методике. У 14 спутников масса оказалась выше границы горения водорода, около 75 масс Юпитера, и в дальнейший анализ вошли 36 коричневых карликов.

Граница в 16 суток

В иерархической байесовской модели выборка распалась на два режима. У карликов с периодом короче 16 суток эксцентриситеты сосредоточены около нуля, у более далёких эксцентриситеты выше. Авторы связывают эту разницу с приливами, хотя и с оговоркой «вероятно». Близкие системы могут скругляться за сравнительно короткое время, а у далёких приливное воздействие за всю жизнь пренебрежимо мало. Для вопроса о происхождении это существенно. Карлики, сформировавшиеся в протопланетном диске, должны чаще иметь почти круговые орбиты. У тех, что возникли как звёзды при фрагментации молекулярного облака, вытянутые орбиты встречаются часто. По оценке авторов, наблюдаемое распределение согласуется с одним основным каналом образования, который возбуждает умеренные и большие эксцентриситеты. Самые близкие карлики затем успели заметно скруглиться.

Дальше авторы предположили, что все транзитные карлики начинали с одного и того же распределения эксцентриситетов. Это позволило оценить приливную добротность. Она показывает, насколько эффективно тело рассеивает энергию приливов: чем она выше, тем медленнее скругляется орбита. Если пренебречь приливами, которые карлик вызывает в звезде, добротность коричневого карлика составляет 10^(8,1±1,0). С их учётом получается 10^(7,1±0,3) для карлика и 10^(6,0±0,1) для звезды. По системам с широкими орбитами такие величины измерить трудно, потому что приливы там почти не действуют.