Планетные системы: наблюдения и моделирование

И. Н. Китиашвили,  А. В. Гусев

Казанский государственный университет, г. Казань

    Поиск планет производится 4 методами: радиоастрономический, астрометрический, спектроскопический и HST фотометрия. Измерение Доплеровского смещения спектральных линий звезд, которые вызываются вариациями лучевых скоростей, являются наиболее эффективным для обнаружения планет, вращающихся вокруг звезд главной последовательности. Свыше 30 планет открыто этим методом, например, b Vir, 36 Uma. Большинство планет двигаются вокруг звезд главной последовательности, спектрального класса F5 - K5, расположенных на расстояниях от 3 pc (epsilon Eridani) до 3.8 kpc (PSR B1620-26). Массы планет лежат, в основном, в интервале от 3--7 масс Юпитера и только 3 планеты имеют массы близкие к земной. Распределение периодов обращения подчиняется следующей статистике: ультракороткие (менее 5 дней) - 9 планет, короткопериодические (менее 180 дней) - 24 планеты, долгопериодические (свыше 1000 дней) - 6 планет. Мультипланетные системы встречаются в трех случаях: PSR 1257+12 - 3 планеты, nu Andromedue - 3 планеты, HD 83443 - 2 планеты.
     Практически все планетные системы аналогичны нашей Солнечной системе - массы планет лежат в интервале от 0.015 M_S до 11 M_J, большие полуоси орбит планет в интервале от 0.038 а.е. до 3.3 а.е.; эксцентриситеты концентрируются в трех диапазонах: е  = 0.0- 0.1 - 23 планеты; е = 0.1- 0.5 - 20 планет, е = 0.5- 0.7 - 9 планет; периоды обращения варьируются в интервале от 1.79 до 1619 дней. Планеты, обращающиеся вокруг пульсара, имеют массы: 0.015(E), 3.4(E), 2.8(E).
     Наблюдаемые "тесные" планетные системы с большими эксцентриситетами и короткими периодами делают актуальным исследования эволюции планет под действием магнитных и газодинамических возмущений со стороны центральной звезды. Вращение планет характеризуется положением вектора кинетического момента в пространстве. Структура планетных систем существенно зависит от эффектов ее собственного вращения. Основные закономерности вращения подытожены Белецким и Хентовым (1995): они вывели обобщенные законы Кассини и рассмотрели механизм захвата в резонансное вращение.
    Мы исследуем нерезонансное вращение динамически симметричной планеты, намагниченной вдоль оси симметрии методами качественного и бифуркационного анализа под воздействием гравитационного и магнитного возмущений для различных значений параметров. Исследуемая динамическая система естественно описывается на двумерной сфере. Мы представляем фазовый портрет, который наиболее интересен с точки зрения планетной эволюции.
     На фазовой плоскости наблюдается четыре состояния равновесия, три из которых имеют характер типа центра (с периодическим движением) и одно - типа неустойчивого седла. При определенных значениях параметров движение вектора кинетического момента описывает переход от прямого вращения к обратному и наоборот.