|
Экзоюпитер горячее Солнца
|
|
|
|
Поиск экзопланет — планет, вращающихся вокруг звезд, расположенных за пределами нашей Солнечной системы, — горячая тема в астрофизике. Из различных типов экзопланет одна является горячей в буквальном смысле: горячие юпитеры, класс экзопланет, которые физически похожи на планету газового гиганта Юпитер из нашего района. В отличие от «нашего» Юпитера, горячие юпитеры вращаются очень близко к своим звездам, совершают полный оборот всего за несколько дней или даже часов и, как следует из их названия, имеют чрезвычайно высокие температуры поверхности. Они вызывают большой интерес у астрофизического сообщества. Однако их трудно изучать, потому что из-за яркого света ближайшей звезды их трудно обнаружить.
|
|
|
|
Теперь, в исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Astronomy, ученые сообщают об открытии системы, состоящей из двух небесных тел, расположенных на расстоянии около 1400 световых лет от нас, которые вместе дают прекрасную возможность для изучения горячих атмосфер Юпитера, а также для продвижения вперед. наше понимание планетарной и звездной эволюции. Открытие этой двойной системы — самой экстремальной из известных до сих пор с точки зрения температуры — было сделано путем анализа спектроскопических данных, собранных Очень большим телескопом Европейской южной обсерватории в Чили.
|
|
|
«Мы идентифицировали вращающийся вокруг звезды горячий объект, похожий на Юпитер, который является самым горячим из когда-либо найденных, примерно на 2000 градусов горячее, чем поверхность Солнца», — говорит ведущий автор исследования доктор Наама Халлакун, постдокторант, ассоциированный с командой доктора Саги Бен-Ами в Отделе физики элементарных частиц и астрофизики Научного института Вейцмана. Она добавляет, что, в отличие от горячих юпитерианских планет, затемненных бликами, этот объект можно увидеть и изучить, потому что он очень велик по сравнению с родительской звездой, вокруг которой он вращается, которая в 10 000 раз слабее обычной звезды. «Это делает его идеальной лабораторией для будущих исследований экстремальных условий на горячих юпитерах», — говорит она.
|
|
|
|
Расширение исследования, которое она провела в 2017 году с профессором Дэном Маозом, ее доктором философии. советника Тель-Авивского университета, новое открытие Халлакуна может позволить получить более четкое представление о горячих юпитерах, а также об эволюции звезд в двойных системах. Двойная система, открытая Халлакун и его коллегами, включает два небесных объекта, которые оба называются «карликами», но имеют очень разную природу. Один из них — «белый карлик», остаток солнцеподобной звезды после того, как она израсходовала свое ядерное топливо. Другая часть пары, не являющаяся планетой или звездой, представляет собой «коричневый карлик» — член класса объектов, масса которых находится между массой газового гиганта, такого как Юпитер, и небольшой звезды.
|
|
|
|
Коричневых карликов иногда называют несостоявшимися звездами, потому что они недостаточно массивны для проведения реакций синтеза водорода. Однако, в отличие от газовых гигантов, коричневые карлики достаточно массивны, чтобы выдержать «притяжение» своих звездных партнеров. «Притяжение звезд может привести к тому, что объекты, подошедшие слишком близко, разорвутся на части, но этот коричневый карлик очень плотный, его масса в 80 раз превышает массу Юпитера, и он сжат до размеров Юпитера», — говорит Халлакун. «Это позволяет ему выжить в целости и сформировать стабильную бинарную систему».
|
|
|
|
Когда планета вращается очень близко к своей звезде, дифференциальные силы гравитации, действующие на ближнюю и дальнюю стороны планеты, могут привести к синхронизации периодов обращения и вращения планеты. Это явление, называемое «приливной блокировкой», навсегда блокирует одну сторону планеты в положении, обращенном к звезде, подобно тому, как земная Луна всегда обращена к Земле, в то время как ее так называемая «темная сторона» остается вне поля зрения. Приливная блокировка приводит к экстремальной разнице температур между «дневным» полушарием, бомбардируемым прямым звездным излучением, и другим, обращенным наружу «ночным» полушарием, которое получает гораздо меньшее количество радиации.
|
|
|
|
Интенсивное излучение их звезд вызывает чрезвычайно высокие температуры поверхности горячих юпитеров, а расчеты, проведенные Халлакун и ее коллегами в парной системе белый карлик-коричневый карлик, показывают, насколько горячими могут быть вещи. Анализируя яркость света, излучаемого системой, они смогли определить температуру поверхности вращающегося коричневого карлика в обоих полушариях. Дневная сторона, как они обнаружили, имеет температуру от 7 250 до 9 800 Кельвинов (около 7 000 и 9 500 по Цельсию), что так же горячо, как звезда А-типа — солнцеподобные звезды, которые могут быть вдвое массивнее Солнца — и даже горячее. чем любая известная планета-гигант. Температура ночной стороны, с другой стороны, составляет от 1300 до 3000 градусов по Кельвину (примерно от 1000 до 2700 по Цельсию), в результате чего разница температур между двумя полушариями составляет около 6000 градусов.
|
|
|
|
Халлакун говорит, что система, открытая ею и ее коллегами, дает возможность изучить влияние экстремального ультрафиолетового излучения на атмосферы планет. Такое излучение играет важную роль в различных астрофизических средах, от областей звездообразования через первичные газовые диски, из которых формируются планеты вокруг звезд, до атмосфер самих планет. Это интенсивное излучение, которое может привести к испарению газа и разрушению молекул, может оказать значительное влияние как на звездную, так и на планетарную эволюцию. Но это не все. «Всего через миллион лет с момента образования белого карлика в этой системе — мизерный период времени по астрономическим меркам — мы получили редкую возможность заглянуть в ранние дни существования такой компактной двойной системы», — говорит Халлакун. Она добавляет, что, хотя эволюция одиночных звезд достаточно хорошо известна, эволюция взаимодействующих двойных систем все еще плохо изучена.
|
|
|
|
«Горячие юпитеры — полная противоположность пригодным для жизни планетам — они крайне негостеприимны для жизни», — говорит Халлакун. «Будущие спектроскопические наблюдения с высоким разрешением этой горячей системы, похожей на Юпитер, — в идеале сделанные с помощью нового космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА — могут показать, как горячие, сильно облученные условия влияют на структуру атмосферы, что может помочь нам понять экзопланеты в других местах Вселенной».
|
|
|
|
Источник
|
