Новое моделирование показывает, что на периферии систем двойных звёзд планеты могут рождаться быстрее и в большем количестве, чем вокруг одиночных светил. Разбираем результаты работы, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Долгое время астрономы полагали, что двойные звёздные системы — крайне неблагоприятная среда для формирования планет. Хаотичные гравитационные поля вблизи двух светил, вращающихся вокруг общего центра масс, якобы должны были разрушать протопланетные диски. Однако свежие гидродинамические симуляции, выполненные командой из Университета Ланкашира, опровергают этот стереотип. Исследование, опубликованное 27 апреля 2026 года в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, демонстрирует, что на достаточном удалении от бинарной пары диск становится идеальной «фабрикой» по производству газовых гигантов.
К настоящему моменту открыто более 50 циркумбинарных экзопланет — миров, обращающихся сразу вокруг двух звёзд. Многие из них — газовые гиганты на широких орбитах (более 10 а.е.). Новые результаты объясняют, почему такие планеты не только возможны, но и, вероятно, довольно распространены в Галактике.
Почему двойные системы считались «враждебными» для планет
В Млечном Пути двойные и кратные звёздные системы встречаются чаще, чем одиночные звёзды. Две звезды создают сложную гравитационную динамику: протопланетный диск испытывает сильные приливные возмущения, особенно вблизи пары. Ранее модели показывали, что в центральной зоне (так называемой «запретной зоне») турбулентность и нагрев не позволяют диску стабилизироваться и формировать планетезимали.
Однако за пределами этой зоны — примерно на расстоянии 50 а.е. и дальше — картина меняется. Диск становится достаточно плотным и холодным, чтобы под действием собственной гравитации быстро фрагментироваться. Именно этот механизм — гравитационная неустойчивость — лежит в основе нового исследования.
«Вблизи двойной звезды условия слишком суровые для формирования планет. Но стоит отойти подальше, и диск становится идеальной средой для формирования планет».
— Мэтью Тисдейл, Университет Ланкашира
Методология: три сценария симуляций
Авторы работы — Мэтью Тисдейл и Димитрис Стамателлос — провели серию трёхмерных гидродинамических симуляций с помощью кода SEREN. Рассматривались:
- Обычные околозвёздные диски (circumstellar);
- Циркумбинарные диски с упрощённым температурным профилем (fiducial model);
- Реалистичные циркумбинарные диски, где каждая звезда нагревает диск индивидуально.
Масса дисков составляла 0,18–0,22 солнечных масс, радиус — до 120 а.е., параметры бинарных систем варьировались (разделение 5–10 а.е., эксцентриситет 0,2–0,5). Ключевой вывод: реалистичные циркумбинарные диски фрагментируются раньше и эффективнее, чем диски вокруг одиночных звёзд. В среднем в них образуется 9 ± 0,9 протопланет против 7,5 ± 0,8 в околозвёздных дисках.
«Запретная зона» и распределение планет
Фрагментация происходит преимущественно за пределами бинарной «запретной зоны» (~50 а.е.). Финальные орбиты протопланет концентрируются около 100 а.е. — это объясняет наблюдаемые широкие орбиты известных циркумбинарных гигантов. Массы образующихся объектов чаще попадают в планетный диапазон, а не в коричневые карлики или маломассивные звёзды.
Ещё один важный эффект — повышенная динамическая нестабильность. В циркумбинарных дисках чаще происходят гравитационные взаимодействия, выбрасывающие протопланеты в межзвёздное пространство. Скорости выброса — 2–6 км/с. Таким образом, часть «планет-изгоев» (free-floating planets) может иметь именно бинарное происхождение.
«Как только вы минуете опасную зону, планеты могут формироваться быстро и в больших количествах».
— Димитрис Стамателлос, соавтор исследования
Сравнение с традиционными механизмами
Классическая теория планетообразования опирается на аккрецию ядра (core accretion), которая требует миллионов лет спокойного накопления материала. Гравитационная неустойчивость (Toomre-критерий Q ≲ 1–2 и короткое время охлаждения) позволяет формировать газовые гиганты за считанные тысячи лет. Новые результаты показывают, что в реалистичных циркумбинарных условиях этот быстрый механизм работает особенно эффективно.
Авторы подчёркивают: речь идёт именно о газовых гигантах на широких орбитах. Для земноподобных планет ближе к звёздам условия по-прежнему остаются сложными, хотя полностью исключать их нельзя.
Читайте также: Как формировалась Земля: новые данные о гомогенной аккреции из внутреннего пояса Солнечной системы — исследование, которое дополняет понимание ранних этапов планетообразования.
Наблюдательные перспективы и актуальные данные 2026 года
Открытия последних месяцев подтверждают значимость темы. Российские СМИ (например, издание «Известия») уже подробно осветили выводы исследования, отметив «запретную зону» и повышенную эффективность фрагментации.
Современные и будущие инструменты — ALMA, телескоп Джеймса Уэбба и строящийся Extremely Large Telescope — смогут напрямую наблюдать протопланетные диски вокруг двойных звёзд и, возможно, сам процесс рождения планет по аккреционной светимости (10⁻⁵–1 L☉). Уже известны примеры дисков (GG Tau, HD 142527), где признаки фрагментации видны.
Дополнительный контекст: в марте 2026 года астрономы подтвердили формирование сразу двух планет в системе молодой звезды WISPIT 2 (хотя это одиночная звезда, наблюдения демонстрируют, насколько чувствительны современные приборы к ранним стадиям планетообразования).
В России интерес к теме традиционно высок — отечественные астрономы активно участвуют в международных проектах по экзопланетам и моделированию дисков, что делает новые данные особенно актуальными для научного сообщества страны.
Выводы и открытые вопросы
Работа Тисдейла и Стамателлоса показывает, что гравитационная фрагментация циркумбинарных дисков — вполне жизнеспособный и, возможно, значимый путь формирования газовых гигантов вокруг двойных звёзд. Это меняет наше представление о потенциале обитаемости в Галактике: если планеты рождаются легче, чем считалось, то и шансы обнаружить миры, пригодные для жизни, могут быть выше.
Конечно, результаты получены в рамках численного моделирования. Следующий шаг — прямые наблюдения протопланет и подтверждение предсказанных параметров. До тех пор выводы остаются гипотезой, но очень убедительной.
В конечном итоге природа демонстрирует удивительную гибкость. То, что когда-то казалось невозможным, сегодня выглядит закономерным этапом эволюции звёздных систем.
Оригинальный источник
Teasdale M., Stamatellos D. The formation of circumbinary planets through disc fragmentation. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 548, Issue 3, stag476. Опубликовано: 27 апреля 2026 года.
DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stag476
Полный текст доступен в открытом доступе на сайте Oxford Academic и arXiv: arXiv:2604.24420
Дисклеймер для фактчекеров: — рецензируемый научный журнал высокого уровня (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Работа основана на гидродинамических симуляциях с использованием проверенного кода SEREN. Результаты носят теоретический характер и требуют независимого подтверждения наблюдениями. Авторы не заявляют о 100-процентной доказанности механизма, а лишь демонстрируют его жизнеспособность. Никаких конфликтов интересов не заявлено.
Источник: ufospace.net
