Астрономи розкрили таємницю незвичайних екзопланет
Останні десятиліття “полювання за екзопланетами” дозволили вченим набагато краще зрозуміти еволюційні шляхи, що ведуть до нинішньої архітектури нашої планетної системи, а також інших виявлених систем.
Напрочуд, але архітектура нашої Сонячної системи, здається, сильно відрізняється від конфігурацій інших систем на околицях Галактики. Наприклад, була виявлена значна частина масивних планет, подібних до Юпітера, що обертаються в областях, дуже близьких до зірки, на відміну від того, що вказують моделі формування планет: планети-гіганти повинні формуватися в найбільш периферійних областях протопланетного диска.
Варто зазначити, що очевидний надлишок таких планет пов’язаний з упередженістю спостережень: чутливість пристроїв, що використовуються для виявлення екзопланет, обмежена, і поки вони просто здатні з більшою легкістю розпізнавати найвідоміші екзопланети, а саме великі планети (за масою та розміром), що обертаються дуже близько до своєї зірки.
Ці характеристики гарантують, що вони затьмарюють більшу частину зіркового диска, коли планета перетинає її перед зіркою, крім того, що вони створюють гарне гравітаційне тяжіння до зірки, яке модно виявити, вимірявши променеву швидкість зірки. У будь-якому випадку, ця популяція порушує важливі питання про те, як ці архітектури були сформовані, і якою буде доля цих екзопланет з дуже короткими орбітальними періодами.
Нещодавнє дослідження, проведене докторантом Хайме А. Альварадо Монтесом із Центру астрономії, астрофізики та астрофотоніки Університету Маккуорі в Австралії, дозволило більше дізнатися про долю цих аномальних планет, відому як «екзопланети з надкоротким орбітальним періодом» — USP. Ці планети обертаються навколо своєї зірки за час, менший, ніж один земний день, за майже круговими орбітами й, можливо, пов’язані з припливом, тобто завжди показують одне й те саме обличчя до зірки протягом усієї своєї орбіти, так само як наш Місяць стосовно Землі.
Дослідження, яке нещодавно було прийнято до публікації в престижному журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), оновлює моделі, що існували раніше, що описують приливну взаємодію між планетою і зіркою.
В рамках цього дослідження вивчається сила, що створюється взаємною деформацією, що випробовується тілами в результаті їх гравітаційної взаємодії, коли вони обертаються, рухаються та старіють. Зрештою, мета полягає в тому, щоб обмежити швидкість, з якою орбіти USP скорочуються (кажуть, що планета мігрує) доти, доки вони не будуть поглинені їх власними зірками або порушені гравітаційними силами.
Альварадо-Монтес, керівник проєкту, заявив: «Моделювання швидкості міграції екзопланет дає нам точніші моделі прогнозування, що дозволяють дізнатися про долю цих екзопланет. Такі моделі можуть ставати все складнішими, оскільки ми маємо враховувати кілька ефектів, пов’язаних із зіркою та планетою. Ці ефекти можуть бути пов’язані зі змінами швидкості обертання планет, ефективністю розсіювання енергії, пов’язаної з деформаціями зірки та планети разом із їхньою втратою маси, та магнітним полем зірки. На сьогодні ми маємо потужні інструменти, які десятиліттями відстежують деякі з цих екзопланет, вимірюючи варіації їх орбітальних періодів. Ці виміри, інтерпретовані за допомогою моделей, подібних до представлених у цьому дослідженні».
Зокрема, представлена робота передбачає прогресивний зсув періодичності проходження двох масивних екзопланет USP, WASP 19b та NGTS 10b, об’єктів, які обертаються навколо своєї зірки приблизно кожні 20 годин. Ці періоди вказують на те, що вони розташовані на дуже близькій відстані від своєї зірки, тому температура їхньої поверхні надзвичайно висока.
Крім того, модель цієї роботи передбачає вищу швидкість орбітальної міграції для першого і нижчу для останнього в порівнянні з попередніми аналогічними дослідженнями. Ці прогнози можуть бути підтверджені у поточному десятилітті.
