Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 23.07.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Исследование миграции горячих Юпитеров на примере экзопланеты HD 80606b

shortstoryf

Прошедшее десятилетие по праву можно считать «золотым веком» для всех исследователей экзопланет. В настоящее время уже можно сказать, что точно было обнаружено около 2000 планет за пределами Солнечной Системы, и более чем 5000 объектов были идентифицированы как кандидаты в экзопланеты. Многие из этих экзотических миров принадлежат к классу, известному как «горячие Юпитеры». Это планеты-газовые гиганты, как Юпитер, но намного более горячие, а их орбиты проходят в непосредственной близости от родной звезды.

Вначале эпохи исследования экзопланет «горячие Юпитеры» считались изгоями среди объектов подобного рода, поскольку в нашей Солнечной Системе никогда не было объектов подобного рода. Но, со временем, очень много было обнаружено экзопланет, и больших и маленьких, которые расположены очень близко к звезде, и оказалось, что теперь наша Система является исключением и не соответствует вселенским стандартам.

«Мы думали, что наша Солнечная Система была нормальной, но оказалось, что это совсем не так», — астроном Грег Лафлин из Калифорнийского университета, который исследует формирование горячих Юпитеров.

Но, несмотря на то что эти экзопланеты являются естественным явлением для Вселенной, они всё ещё окутаны тайной. Одна из них заключается в том, как они смогли сформироваться так удивительно близко к своей звезде? Помогает в этих исследованиях космический телескоп «Спитцер». Изучив горячий Юпитер, известный под названием HD 80606b и расположившийся на расстоянии 190 световых лет от Земли, аппарат обнаружил некоторые подсказки для решения этой проблемы. Изученная планета ещё необычна и тем, что у неё чрезвычайно вытянутая орбита, почти как у комет. Каждые 111 дней эта планета подходит очень близко к звезде, а затем уходит от неё на намного большее расстояние. Во время таких близких подходов одна сторона планеты очень быстро становиться горячей, по сравнению с другой. Если говорить ещё точнее, та сторона, которая обращена в этот момент к звезде, разогревается до 1100 градусов Цельсия.

«По мере того как планета подходит ближе к звезде, она испытывает резкое увеличение интенсивности звёздного света. Атмосфера становится бульоном всевозможных химических процессов, а возникающие ветра по своей мощи превосходят даже самые сильные ураганы».

Экзопланета HD 80606b

«Спитцер» наблюдал совместное излучение звезды и экзопланеты HD 80606b на инфракрасной длине волны в 4.5 микрон в течение 85 часов. Этого времени было достаточно, чтобы зарегистрировать момент максимального нагрева экзопланеты. На представленном графике показана часть орбиты планеты, а под ней освещённость того полушария, которое направлено в сторону Земли. Внизу — график светимости системы. Видна впадина, которая соответствует моменту времени прохождения экзопланеты за диском звезды для наблюдателя с Земли. Источник: NASA/JPL-Caltech/MIT

Орбита экзопланеты HD 80606b, как предполагают планетологи, сейчас находится в процессе преобразования из вытянутой, в намного более естественную, которая типична для большинства горячих Юпитеров. Одна из ведущих теорий формирования горячих Юпитеров говорит о том, что, первоначально образовавшийся газовый гигант на большом расстоянии от звезды, мог на себе испытать влияние другого звёздного объекта. Из-за этого формируется орбита с сильным эксцентриситетом. Но, в течение сотен миллионов лет орбита выравнивается и становится почти круговой, как у всех горячих Юпитеров.

«Мы считаем, что это планету мы запечатлели в процессе формирования орбиты ближе к звезде. Изучив её, мы будем в состоянии проверить теории формирования горячих Юпитеров», — Жульен де Ви из Массачусетского технологического института.

В 2009 году «Спитцер» уже изучал экзопланету HD 80606b. В этот раз, благодаря более длительному наблюдению в 85 часов и улучшенной чувствительности аппарата, полученные данные были существенно лучше. Ключевым вопросом в новом исследовании является понятие того, как долго займёт формирование орбиты от эллиптической к круговой. Это во многом зависит от того, насколько планета «сжимаема». Когда эта экзопланета пролетает рядом со звездой, она испытывает действие приливных сил, из-за которых образуются напряжения. Если планета достаточно мягкая или податливая, то она лучше способна рассеять эту гравитационную энергию в виде тепла. И чем больше рассеивается тепла, тем быстрее планета перейдёт к круговой орбите. В астрономической среде этот процесс известен как циркуляризация, то есть процесс формирования круговой орбиты.

«Если вы возьмёте мяч для тренировки кисти и энергично несколько раз сожмёте его, то почувствуете, что он нагревается. Это происходит потому, что мяч способен хорошо переводить механическую энергию в тепловую».

Данные «Спитцера показывают, что HD 80606b рассеивает не очень много тепла, когда она сжата гравитационной силой во время сближения со звездой. Таким образом, она на самом деле скорее не мягкая, а более жёсткая. Это означает, что орбита планеты станет круговой не очень скоро. Как ожидается, этот процесс может занять ещё 10 миллиардов лет или даже больше. Но, учёные только-только начали изучать процесс миграции горячих Юпитеров с орбиты на орбиту, поэтому не могут точно сказать, сколько в среднем требуется времени для перехода на круговую орбиту. В связи с этим исследователи заявляют, что механизм формирования горячего Юпитера посредством миграции к звезде ставится под сомнение в первую очередь из-за длительности этого события.

В рамках данного исследования была также изучена скорость вращения экзопланеты вокруг собственной оси у звезды, подобной Солнцу. «Спитцер» наблюдал изменения в яркости планеты и установил, что один день на ней длится 90 земных часов. Эта цифра намного ниже той, которая предсказывалась для HD 80606b. Таким образом, вместо получения ответа на многие вопросы, учёные озадачились новыми проблемами.

По информации NASA.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google