Вращение "горячего юпитера" вокруг солнцеподобной звезды (Видео)

Астрофизики из США впервые определили продолжительность суток на экзопланете, вращающейся вокруг солнцеподобной звезды.

В последнее десятилетие наблюдается массовое открытие экзопланет. Многие из них относятся к классу "горячих Юпитеров", экзопланет, сравнимых с Юпитером по размеру и массе, но вращающихся вокруг родительских звезд по экстремально близкой орбите.

Сначала горячие Юпитеры считались "странными", поскольку в Солнечной системе нет примера таких близких к Солнцу планет. "Мы думали, что наша Солнечная система - стандартный пример звездной системы, но это оказалось не так", - сказал астроном Грег Лафлин из Калифорнийского университета в Санта-Круз, соавтор нового исследования, основанного на данных космического телескопа NASA "Spitzer".

После всех исследований "горячие Юпитеры" по-прежнему окутаны тайной: как же эти массивные тела оказались настолько близко к своим звездам? Наблюдая за газовым гигантом HD 80606b, расположенным в 190 световых годах от Земли, ученые установили, что он обладает сильно вытянутой орбитой, почти как у кометы. Одна сторона планеты в момент сближения со звездой становится значительно жарче, разогреваясь до 1100 градусов по Цельсию.

"Когда планета приближается к звезде, она чувствует прилив звездного света. Атмосфера становится котлом химических реакций", – сказал Лафлин. На примере HD 80606b ученые объяснили, что процесс перехода с более далекой орбиты на более близкую типичен для "горячих Юпитеров".

Считается, что газовые гиганты, вращающиеся на далеких орбитах, становятся "горячими Юпитерами", когда гравитационное воздействие соседних объектов загоняет их на ближние орбиты. Смещенные планеты сначала вращаются по эксцентричным орбитам и затем в течение сотен миллионов лет постепенно переходят на круговые орбиты.

"Эта планета поймана в процессе миграции вглубь системы. Изучая ее, мы сможем проверить теорию формирования экзопланет", - сказал Жульен де Вит из Массачусетского технологического института в Кембридже, ведущий автор нового исследования. Изначально планета была обнаружена телескопом "Spitzer" в 2009 году. Последние наблюдения являются более подробными благодаря длительному времени изучения (85 часов) и усовершенствованию чувствительности телескопа к экзопланетам.

Ключевой вопрос в новом исследовании: как много времени понадобится HD 80606b для перехода на круговую орбиту? Один из способов определения - оценка сжатия планеты. Когда HD 80606b приближается к звезде, гравитация сжимает ее.

Чем податливей планета, тем лучше она рассеивает гравитационную энергию в виде тепла. Чем больше тепла, которое рассеивается, тем быстрее будет переход планеты на круговую орбиту.

"Если вы возьмете Нерф Бол и сожмете его несколько раз очень быстро, вы увидите, что он нагревается, потому что Нёрф Бол хорошо преобразует механическую энергию в тепловую", - объяснил Лафлин. Результаты "Spitzer" показывают, что HD 80606b рассеивает крайне мало тепла, что свидетельствует о мощном сопротивлении гравитационному воздействию. Это указывает на то, что процесс перехода на круговую орбиту может занять 10 миллиардов лет или более.

Таким образом, исследование "Spitzer" подтверждает теорию формирования "горячих Юпитеров" в вопросе их месторождения в газопылевом диске. Газовые гиганты рождаются на далеких орбитах и постепенно перемещаются на очень близкие с периодом обращения вокруг звезды, не превышающим 10 дней.