Спектрометр HARPS, установленный на 3.6-метровом телескопе  Европейской южной обсерватории, позволил обнаружить три планеты, обращающихся вокруг звезд в скоплении Месье 67. Хотя уже открыты тысячи экзопланет (из них около одной тысячи уверенно подтверждены как планеты), всего несколько из них находятся внутри звездных скоплений.

Звездные скопления делятся на две группы. Рассеянные скопления состоят из звезд, рожденных из одного облака холодного молекулярного газа в недалеком прошлом. Такие скопления обычно находятся в спиральных рукавах галактик, похожих на Млечный путь. Шаровые звездные скопления состоят из старых звезд, они содержат намного большее число светил и обычно находятся недалеко от центра галактики. Несмотря на активные поиски, пока не удалось найти ни одной планеты в шаровом скоплении, тогда как в рассеянных скопления удалось найти шесть миров. Это очень странный результат, ведь большая часть звезд как раз находится внутри скоплений – либо шаровых, остающихся практически неизменными миллиарды лет, либо рассеянных, где звезды появляются вместе на свет, но со временем разлетаются все дальше, пока скопление не исчезает как структура. Возможно, внутри звездных скоплений какие-то механизмы образования планет встречают препятствия, из-за чего планеты редко рождаются в них.

Также стоит отметить, что тысячи известных человеку далеких планет обращаются вокруг очень разнообразных звезд. Что еще важнее, одна их трех новых планет обращается вокруг светила, практически точно копирующего наше Солнце. «В скоплении Месье 67 все звезды имеют примерно те же возраст и химический состав, что и наше Солнце, – говорит ведущий автор открытия Анна Брукаласси, сотрудница Института внеземной физики Общества имени Макса Планка. – Поэтому скопление Месье 67 оказывается идеальным местом, чтобы можно было проверить способность планет рождаться в сильно уплотненных скоплениях звезд, а также сразу определить, около каких светил они рождаются чаще – около легких, или же около тяжелых?»

Главным инструментом в открытии планет стал спектрометр HARPS, стоящий на 3.6-метровом телескопе Обсерватории Ла Силья. В течение шести лет велось наблюдение за 88 звездами скопления Месье 67. Всего же в этом скоплении, находящемся на расстоянии 2500 световых лет от Земли, находится около 500 звезд. Это одно из хорошо изученных скоплений, так как оно находится близко к Земле. Среди его особенностей – преклонный возраст, составляющий 3-5 миллиардов лет, хотя большая часть рассеянных скоплений исчезает в течение нескольких десятков миллионов лет. Многие звезды скопления тусклее средней яркости светил, около которых удается обнаружить планеты, так что усиление спектрометра использовалось максимально. Этот аппарат способен выявлять слабые колебания звезд, вызванные обращением вокруг них планет. Находясь между Землей и звездой, планета тянет светило к нам, через половину орбитального периода – от нас. При этом изменяется относительная скорость движения звезды по линии наблюдения, а значит спектр ее излучения смещается.

Из трех открытых планет две обращаются около похожих на Солнце звезд и одна – около старого светила, уже ставшего красным гигантом. Первые две планеты примерно в три раза легче Юпитера, их орбитальные периоды составляют 7 и 5 дней. Планета вокруг красного гиганта обращается за 122 дня, ее масса больше, чем у Юпитера. Все три планеты находятся слишком близко к своим звездам, чтобы на них можно было бы найти жизнь, похожую на земную. При этом оценка массы планеты, открытой по ее влиянию на радиальную скорость звезды, лишь ограничивает ее снизу. Если орбита планеты сильно наклонена, ее масса должна быть больше, чтобы оказать то же влияние на звезду, что и при движении в экваториальной плоскости с меньшей массой. Впрочем, подавляющее большинство планет обращается с малыми наклонениями. Один из горячих Юпитеров обращается вокруг звезды, очень похожей на Солнце: ее масса, температура и химический состав практически те же, что у и у нашего светила. Это – первый двойник Солнца в скоплении, около которого обнаружена планета.

«Этот результат показывает, что планеты в рассеянных звездных скоплениях не менее распространены, чем вне их, но обнаружить их нелегко, – говорит сотрудник Европейской южной обсерватории Лука Паскини. – При этом часть исследований в этой области указывает на меньшее число планет в скоплениях из-за проблем с их образованием, но более свежие работы в основном говорят об обратном. Мы продолжаем наблюдение за скоплением, чтобы определить, около каких звезд планеты образуются, а около каких – нет». Частота открытия планет – 3 штуки на 88 наблюдавшихся звезды – близка к средней частоте для звезд вне скоплений.