Космос

Класс горячих юпитеров: обнаружена гигантская экзопланета со сверхкоротким годом

24 февраля 2020 | 07:00

Ученые обнаружили экзопланету из класса горячих юпитеров, совершающую полный оборот вокруг своей материнской звезды всего за 18 часов. Это самый короткий орбитальный период, когда-либо наблюдавшийся для планеты такого типа.

Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Планету NGTS-10b обнаружили на расстоянии около тысячи световых лет от Земли в рамках проекта «Транзитное исследование следующего поколения» (NGTS — Next-Generation Transit Survey), направленного на поиск экзопланет размером до Нептуна с использованием метода транзита. Суть метода заключается в том, что астрономы наблюдают за звездами на предмет обнаружения явного падения яркости, которое указывает на то, что перед ними прошла планета.

Роботизированную систему поиска экзопланет NGTS, состоящую из двенадцати телескопов, развернули на базе Паранальской обсерватории в пустыне Атакама в Чили. В каждый конкретный момент система наблюдает 100 квадратных градусов неба — площадь, вмещающую около 100 тысяч звезд. Одна из этих звезд привлекла внимание астрономов из-за очень частых провалов в ее светимости, связанных с быстрым прохождением планеты.

«Мы рады объявить об открытии NGTS-10b, чрезвычайно короткой периодической планеты размером с Юпитер, вращающейся вокруг звезды, не слишком отличающейся от нашего Солнца. Хотя теоретически горячие юпитеры с короткими орбитальными периодами менее 24 часов легче всего обнаруживать из-за их большого размера и частых транзитов, они оказались крайне редкими. Из сотен известных горячих юпитеров в настоящее время существует только семь с орбитальным периодом менее одного земного дня», — приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования, британского астронома Джеймса МакКормака из Уорикского университета.

Один год на поверхности этого газового гиганта, похожего по размеру и составу на Юпитер, проходит всего за 18 часов. Он вращается так быстро, потому что находится очень близко к звезде — расстояние до нее всего в два раза больше диаметра самой звезды.

Скорее всего, планета постоянно обращена к звезде только одной своей стороной, которая нагревается, по оценкам ученых, до одной тысячи градусов Цельсия. Сама звезда по размерам примерно на 30 процентов меньше нашего Солнца и на тысячу градусов холоднее.

Представление художника о том, как выглядит эта экзопланета (University of Warwick/Mark Garlick)

Если сравнивать с Солнечной системой, то NGTS-10b расположен к своему солнцу в 27 раз ближе, чем Меркурий к нашему. Ученые отмечают, что это очень близко к так называемому пределу Роша — точке, в которой приливные силы звезды в конечном итоге разорвут планету на части.

Авторы подсчитали, что экзопланета движется по спирали, постепенно приближаясь к звезде, и пересечет предел Роша через 38 миллионов лет. Таким образом она обречена. Исследователи считают большой удачей, что им удалось наблюдать положение планеты в переломной точке своего жизненного цикла, что поможет им ответить на вопросы об эволюции планет такого типа.

Еще один автор статьи, Дэвид Браун из того же Уорикского университета, добавляет: «Считается, что эти планеты с ультракороткими орбитами мигрируют из внешних областей своих солнечных систем и в конечном итоге поглощаются или разрушаются звездой. Нам очень повезло поймать ее на этой короткой периодической орбите. Но есть вероятность и того, что процессы, посредством которых планета мигрирует к звезде, менее эффективны, чем мы думаем, и в этом случае планета может жить в этой конфигурации в течение более длительного периода времени».

Астрономы планируют подать заявку на приборное время, чтобы продолжить наблюдение за NGTS-10b в течение следующего десятилетия и с помощью высокоточных измерений определить, останется ли эта планета на своей орбите или будет продолжать спирально приближаться к звезде. Это во многом определит в будущем взгляд ученых на эволюцию горячих юпитеров.

В 2018 году группа астрономов из Университета Джонса Хопкинса (США) обнаружила умирающую экзопланету GJ 3470b. Главная особенность этого небесного тела — испарение рекордными темпами.