|
Так образуются горячие Юпитеры
|
|
|
|
Когда мы думаем о планетах типа Юпитера, мы обычно представляем себе массивные, покрытые облаками планеты, вращающиеся вдали от своих звезд. Такое расстояние предохраняет их летучие газы от испарения из-за звездного тепла, подобно тому, с чем мы знакомы в нашей Солнечной системе. Итак, почему так много экзопланет, известных как "горячие Юпитеры", вращаются очень близко к своим звездам? Этим вопросом задаются астрономы, изучая все больше этих экстремальных миров.
|
|
|
|
Оказывается, что на горячих Юпитерах жизнь зарождается не так уж близко друг к другу. Вместо этого они формируются гораздо дальше от своих звезд, в протопланетной туманности. В связи с этим возникает вопрос: как они мигрировали внутрь? Планетарное научное сообщество ответило: "мы не уверены".
|
|
|
|
Однако астрономы из Массачусетского технологического института, Университета штата Пенсильвания и множества других учреждений считают, что у них есть ответ получше. Они нашли "прародителя" горячего Юпитера. Это ювенильная версия планеты Юпитер, которая медленно превращается из холодной в горячую. Разгадка кроется в его орбите и может дать представление о том, как эволюционируют другие планеты. Результаты опубликованы в журнале Nature.
|
|
Представляем прототип горячего Юпитера
|
|
|
|
Этот новый мир называется TIC 241249530 b и находится примерно в 1100 световых годах от нас. Вместо того, чтобы обращаться вокруг своей звезды по почти круговой эллиптической орбите (как наш Юпитер обращается вокруг Солнца), этот объект движется по сильно вытянутой эллиптической орбите. Эта сплющенная "яйцевидная" траектория приводит его очень близко к своей звезде (примерно в 10 раз ближе, чем орбита Меркурия). Затем он удаляется примерно на то расстояние, на котором Земля находится от Солнца.
|
|
|
Это не только странная орбита, но она становится еще более странной. Траектория является "ретроградной". Это означает, что направление ее движения противоположно вращению звезды. Представьте себе это так: звезда вращается в одну сторону, а планета - в противоположную.
|
|
|
|
Как сильно вытянутая эллиптическая орбита, так и ретроградная траектория говорят планетологам о том, что некогда "холодный" мир, подобный Юпитеру, превращается в один из тех горячих Юпитеров. И если это не покажется вам достаточно странным, то звезда, вокруг которой вращается планета, на самом деле двойная. Это означает, что у него есть звездный компаньон.
|
|
|
|
Со временем последовательные взаимодействия между двумя орбитами — планеты и ее звезды — заставляют планету перемещаться все ближе к своей звезде. Это приводит к изменению ее эллиптической орбиты на более узкую, более круговую. Это займет около миллиарда лет, и именно тогда планета полностью превратится в горячий Юпитер.
|
|
|
|
Как горячие Юпитеры согласуются с теорией образования?
|
|
|
|
Стандартная теория формирования планет обычно требует, чтобы скалистые миры формировались ближе к своим звездам, чем газовые и ледяные гиганты. Это происходит потому, что тепло новорожденной звезды испаряет все "летучие" газы, такие как водород, с вновь формирующихся планет. Миры с большим количеством этих летучих веществ, как правило, формируются там, где прохладнее и эти газы не испаряются.
|
|
|
|
Итак, вписывается ли этот новый мир в эту теорию? По словам Сары Миллхолланд из Массачусетского технологического института, так оно и есть. "Эта новая планета подтверждает теорию о том, что миграция с высоким эксцентриситетом должна быть причиной некоторой доли горячих Юпитеров", - сказал Миллхолланд.
|
|
|
|
"Мы думаем, что когда эта планета сформировалась, она была холодным миром. И из-за драматической динамики орбиты примерно через миллиард лет она станет горячим Юпитером с температурой в несколько тысяч Кельвинов. Так что это огромный сдвиг по сравнению с тем, с чего все началось".
|
|
|
|
Итак, этот горячий Юпитер (и многие другие, которые были замечены при исследовании экзопланет) начинался дальше от своей звезды. Затем, благодаря орбитальным взаимодействиям, он стал приближаться. Это вполне может объяснить многие горячие Юпитеры, обнаруженные при открытии экзопланет.
|
|
Моделирование орбитальных танцев
|
|
|
|
"Действительно, трудно застать этих горячих юпитерианских прародителей "в действии", когда они переживают свои супер-эксцентричные эпизоды, поэтому очень интересно найти систему, которая проходит через этот процесс", - говорит Смадар Наоз, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который был не участвовал в исследовании. "Я считаю, что это открытие открывает дверь к более глубокому пониманию первоначальной конфигурации экзопланетной системы".
|
|
|
|
Конечно, отслеживание изменений орбит экзопланет может занять много времени, поэтому Миллхолланд и ее коллеги провели компьютерное моделирование. Это позволило им смоделировать, как мог эволюционировать этот конкретный горячий Юпитер.
|
|
|
|
Наблюдения команды, наряду с проведенным ими моделированием эволюции планеты, подтверждают теорию о том, что горячие Юпитеры могут образовываться в результате миграции с высоким эксцентриситетом - процесса, при котором планета постепенно перемещается на свое место за счет резких изменений своей орбиты с течением времени.
|
|
|
|
"Не только из этого, но и из других статистических исследований ясно, что миграция с высоким эксцентриситетом должна быть причиной некоторой доли горячих Юпитеров", - сказал Миллхолланд. "Эта система показывает, насколько невероятно разнообразными могут быть экзопланеты. Это таинственные другие миры, у которых могут быть причудливые орбиты, которые рассказывают историю о том, как они стали такими и куда направляются. Что касается этой планеты, то она еще не совсем завершила свое путешествие."
|
|
|
|
Источник
|
