Эволюция «горячих юпитеров» подвергается сомнению

Эволюция "горячих юпитеров" подвергается сомнениюНаблюдения за эксцентричной планетой заставляют задуматься о происхождении "горячих юпитеров".

Многие столетия астрономы рассматривали Солнечную систему как стандартную модель планетарных систем Вселенной со звездой (Солнце) в центре. Меньшие скалистые планеты заполняют ее внутреннюю часть, а крупные газовые гиганты - дальние области.

Однако последние 20 лет изменили эти представления: более мощные телескопы показали вдали от нас множество экзотических систем абсолютно неожиданных конфигураций. Например, "горячие юпитеры" - это массивные раскаленные планеты, вращающиеся на обжигающе коротких расстояниях от собственных звезд. Ученых озадачивает вопрос, каким образом эти газовые гиганты, образовавшиеся якобы вдали от своих светил, оказываются на орбитах, столь близких к солнцам.

Космическим телескопом Spitzer замечена в Большой Медведице еще более странная планетарная система. За одной планетой этой необычной системы наблюдали ученые нескольких университетов. Экзопланета HD 80606 b размером с Юпитер, однако вчетверо массивнее. От нас отделяют ее 190 световых лет.

Эволюция "горячих юпитеров" подвергается сомнению

Экзопланета HD 80606 b с эксцентричной орбитой Фото: MIT

HD 80606 b выделяется среди сотен экзопланет весьма эксцентричной орбитой. Вместо круговой траектории она движется в начале года около 100 дней по вытянутому маршруту, а затем возвращается к своей звезде, как комета. Потом всего 20 часов планета мчится вокруг звезды, почти касаясь ее, и снова поворачивается. При своем ближайшем подходе она получает от светила огромное количество энергии, превышающее энергию, которую Солнце ежедневно дарит Земле, в 1000 раз.

"Если Земля переместилась бы столь близко к Солнцу, то ей не много потребовалось бы времени, чтобы потерять свою атмосферу и превратить свою поверхность в магму".
Жюльен де Вит (Julien de Wit), постдокторант отдела Земли, атмосферы и планетарных наук Массачусетского технологического института

Статья, опубликованная Astrophysical Journal Letters, сообщает о наблюдениях за HD 80606 b, длившихся более 85 часов в период ее ближайшего подхода к своей звезде. Было изучено, как изменяется температура планеты по мере приближения, прохождения мимо, и отхода от светила. Вблизи звезды обращенная к ней сторона почти закипает, нагреваясь до 1400 кельвинов (около 2000 градусов по Фаренгейту), но длится это не долго: удалившись от солнца планета остывает быстрее, чем за 10 часов, и становится такой холодной, что Spitzer перестает ее видеть.

"Это происходит каждые 111 дней. Хорошо, что планета уходит так далеко, что происходит процесс полного сброса. Эта история постоянно повторяется".
Жюльен де Вит

Считается, что горячие юпитеры начинают движение, как наш Юпитер, по круговым орбитам вдали от своих солнц. В определенный момент нечто большое и массивное, вроде соседней звезды, толкает их на эксцентрические орбиты. Эти планеты при сближении со своими светилами под действием их гравитации каждый раз сжимаются. Количество гравитационной энергии, используемой для сжатия, рассеивается в виде тепла, медленно уменьшая эксцентриситет орбит, которые становятся тесными и круговыми - процесс, называемый циркуляризацей. Как полагают ученые, HD 80606 b находится в середине миграции, постепенно переходя от эллиптической орбиты к круговой.

Сколько длится фаза циркуляризации, зависит от свойств внутренней части планеты. Чем она более пластична, тем лучше отдает механическую энергию и теряет тепло. Судя по гигантам Солнечной системы, данная фаза проходит относительно быстро (сотни миллионов лет). Этот механизм, считают исследователи, может объяснить эволюцию горячих юпитеров.

Однако новые наблюдения Spitzer позволяют предположить, что HD 80606 b не так податлива, как ожидалось, и может поддерживать свою высокую эксцентричность орбиты еще 10 миллиардов лет либо больше. Де Вит полагает, что может быть придется в этом случае пересмотреть теории образования горячих юпитеров.

Более вероятным объяснением их эволюции могут стать альтернативные теории, по которым газовые гиганты развиваются вблизи своих звезд или плавно спускаются по спирали внутрь с помощью формирования планетных дисков.

Исследователи также впервые вычислили скорость вращения экзопланеты HD 80606 b - ее день длится 90 часов, что вдвое превышает более ранние предположения.

По мнению исследователей, уникальность этой системы в противоречии многим нашим представлениям о взаимодействии планет и звезд и о возникновении планет.

"Будем надеяться, что дальнейшие исследования подобных систем помогут нам оценить, насколько особенна эта система и насколько далеки были наши первоначальные теории".
Жюльен де Вит

Источник: news.mit.edu

 

Related posts:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Перед отправкой комментария решите простой примерчик! * Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.