|
Экзопланета обречена врезаться в свою звезду
|
|
|
|
В 2008 году астрономы из исследования SuperWASP заметили WASP-12b, когда она проходила перед своей звездой. В то время она была частью нового класса экзопланет ("горячих Юпитеров"), открытых чуть более десяти лет назад. Однако последующие наблюдения показали, что WASP-12b был первым наблюдаемым горячим Юпитером, который вращается так близко к своей родительской звезде, что она деформировалась. Хотя для объяснения этих наблюдений было предложено несколько правдоподобных сценариев, широко распространенная теория заключается в том, что планета распадается на части по мере того, как она медленно падает на свою звезду. Основываясь на наблюдаемой скорости "приливного распада", астрономы подсчитали, что WASP-12b упадет на свою родительскую звезду примерно через десять миллионов лет. В недавнем исследовании астрономы из проекта Asiago Search for Transit Timing Variations of Exoplanets (TASTE) представили анализ, который объединяет новые спектральные данные обсерватории Ла Силла с неопубликованными кривыми блеска транзита за 12 лет и архивными данными. Их результаты согласуются с предыдущими наблюдениями, которые предполагают, что WASP-12b быстро подвергается приливному рассеянию и будет поглощена своей звездой.
|
|
|
|
Их результаты были опубликованы в статье под названием "TASTE V. Новое наземное исследование распада орбиты сверхгорячего Юпитера WASP-12b", принятое журналом Astronomy & Astrophysics. Оно доступно на сервере препринтов arXiv. Статья является пятой в серии, опубликованной проектом TASTE, совместной работой астрономов и астрофизиков из Национального института астрофизики (INAF), Университетского центра космических исследований и деятельности имени Джузеппе Коломбо (CISAS) и нескольких итальянских университетов и обсерваторий. WASP-12b был одним из многих горячих Юпитеров, открытых программой широкоугольного поиска планет (WASP), международным консорциумом, финансируемым и управляемым университетами Уорика и Кила. С точки зрения открытий экзопланет, WASP уступала только миссии Kepler и также полагалась на транзитный метод. Он заключается в мониторинге звезд на предмет периодических падений светимости, чтобы сделать вывод о наличии планет и ограничить их размер и периоды обращения.
|
|
|
Основываясь на своих наблюдениях за его F-типом (желто-белым карликом), WASP survey определила, что это газовый гигант в 1,465 раза массивнее Юпитера с периодом обращения 1,1 дня. Пьетро Леонарди, аспирант кафедры космической науки и техники Университета Тренто, был ведущим автором статьи. Как он сообщил Universe Today по электронной почте, открытие горячих Юпитеров (HJ) стало крупным прорывом в изучении экзопланет: "Первое открытие экзопланеты вокруг звезды солнечного типа Майором и Келозом (1995) полностью изменило наши представления о том, как планеты должны и могут быть найдены на орбите звезды. Как человеческие существа, мы часто склонны представлять себе новые концепции, близкие к тем, которые мы уже понимаем. Этот когнитивный уклон в равной степени применим к ученым, которые, в конце концов, являются обычными людьми. "До 1995 года широко предполагалось, что экзопланеты - планеты, вращающиеся вокруг звезд за пределами нашей солнечной системы, - будут похожи на те, что находятся в нашей собственной солнечной системе. Мы ожидали обнаружить крупные газовые гиганты, такие как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, расположенные на значительных расстояниях от своих звезд-хозяев, в то время как более мелкие каменистые планеты, такие как Меркурий, Венера, Земля и Марс, будут занимать внутренние области".
|
|
|
|
Открытие массивного газового гиганта, вращающегося очень близко к своей звезде, разрушило эти ожидания и заставило астрономов пересмотреть свои теории о формировании и эволюции планет. Например, ученые долгое время считали, что системы экзопланет, вероятно, напоминают солнечную систему и что их планеты сформировались близко к тому месту, где они вращаются. В этом сценарии скалистые планеты формируются ближе к своим солнцам, в то время как газовые гиганты формируются во внешних областях за "Линией замерзания" - границей, за которой летучие элементы (водород, углерод, азот и кислород) начинают замерзать. "Это высветило тот факт, что наша солнечная система не является репрезентативной для типичной планетной системы во Вселенной; скорее, она выглядит как выброс", - сказал Леонарди. Однако WASP-12b отличалась от других HJS тем, что она была единственной, у которой, по-видимому, наблюдались изменения на ее орбите. Для этого было предложено несколько сценариев, включая возможность того, что она испытывала приливный распад (медленно падала на свою звезду). Как объяснил Леонарди:
|
|
|
|
"WASP-12b - очень экстремальная планета. Она действительно входит в подкатегорию, называемую ультрагорячими Юпитерами. Планета находится очень близко к своей звезде-хозяину, вращаясь вокруг нее всего за 1,09 дня и имея температуру поверхности 2600 К. Из-за своей крайней близости к звезде-хозяину планета испытывает сильное гравитационное притяжение, которое очищает часть ее атмосферы от тяжелых металлов, которые создают диск вокруг звезды. Когда впервые было обнаружено, что у WASP-12b изменяющаяся орбита, другими исследованными объяснениями были эффект Ремера и апсидальная прецессия." В первом сценарии изменение времени было связано с тем, что звезда находилась ближе к Земле в направлении прямой видимости. Во втором случае это было связано с постепенным вращением орбиты планеты. Для своего исследования Леонарди и его коллеги представили новый анализ, основанный на 28 ранее неопубликованных кривых транзитного блеска, собранных обсерваторией Азиаго в период с 2010 по 2022 год. Это было объединено со всеми доступными архивными данными и обновленными спектрами высокого разрешения, полученными с помощью высокоточного прибора Radial Velocity Planet Searcher-North (HARPS-N) на 3,6-метровом телескопе ESO в обсерватории Ла Силла.
|
|
|
|
Эти наблюдения позволили команде подтвердить, что орбита планеты затухает и что ее звезда поглотит ее раньше, чем ожидалось - через 3 миллиона лет, а не через 10. Эти результаты эффективно разрешили споры об особой орбите этой планеты и предоставляют возможности для последующих исследований. Сказал Леонарди: "Это исследование помогает нам приблизиться к пониманию редкого сценария орбитального приливного распада и предоставляет нам идеальную лабораторию для изучения взаимодействия звезды и планеты. Система все еще не раскрыта в различных аспектах, например, нам все еще нужно понять, как возможно такое быстрое приливное рассеяние. Согласно нашим теориям, наблюдаемое нами приливное рассеяние не должно быть возможным у звезды, все еще находящейся в главной последовательности. Однако наши точные звездные параметры, полученные из спектров HARPS@TNG, подтверждают, что звезда все еще находится в главной последовательности." За последние 30 лет область исследований экзопланет пережила огромный и ускоряющийся рост. Имея более 5000 подтвержденных экзопланет, доступных для изучения, в настоящее время эта область переходит от открытия к характеристике. Чем больше мы узнаем о мирах за пределами нашей Солнечной системы, тем больше мы можем сделать выводов о природе планет в нашей Вселенной и о том, как они формируются и эволюционируют со временем. Когда-нибудь это может привести к новому пониманию природы самой жизни и условий, при которых она может возникнуть.
|
|
|
|
Источник
|
