Відкрито нову планету, яка має найдовшу орбіту серед усіх 5600 виявлених. Більше того, вона рухається у зворотному напрямку. Хоча це здається дивним, воно може забезпечити відсутню ланку між формуванням планет і категорією, що складала більшість наших перших відкриттів планет за межами Сонячної системи.
Коли з’явилася можливість виявляти планети навколо інших зірок, астрономи зазнали шоку. Замість того, щоб знаходити системи, схожі на нашу, більшість перших відкриттів були відомі як “гарячі Юпітери” – газові гіганти, які оберталися ближче до своїх зірок, ніж Меркурій, що призводило до надзвичайно високих температур.
Це було пов’язано з методами виявлення, які легше виявляли планети з великою масою і короткими орбітами. Зі збільшенням вибірки планет частка гарячих Юпітерів зменшилася до менш ніж 10 відсотків. Проте, оскільки в нашій Сонячній системі немає нічого подібного, частота таких об’єктів була несподіваною. Почався пошук пояснення, як такі планети виникають, що робить відкриття планети, яка підозрюється у формуванні гарячого Юпітера, важливим досягненням.
Такий світ тепер було знайдено, що обертається навколо зірки TIC 241249530, на відстані 1100 світлових років від Землі. В середньому планета TIC 241249530b має орбітальну відстань близько двох третин від Землі, а її рік триває 167 днів, між орбітами Меркурія та Венери. Зірка на 27 відсотків масивніша за Сонце, що робить її теплим Юпітером принаймні.
Проте, як у старій історії про мільярдера, який змінює середнє багатство людей у кімнаті, увійшовши туди, середні показники можуть бути дуже оманливими. TIC 241249530b підходить до своєї зірки в десять разів ближче, ніж Меркурій, перш ніж знову віддалитися далі, ніж Земля.
Астрономи називають відмінність орбіти від кола “ексцентриситетом”. Ексцентриситет TIC 241249530b становить 0,94, де будь-яке значення, рівне або більше 1, залишає систему. Ми знаємо про комети, які мають набагато більший ексцентриситет, ніж TIC 241249530b, але єдиний кандидат HD 20782b має конкуруючі оцінки.
Це також ексцентричний світ у звичному розумінні. Всі планети в нашій Сонячній системі обертаються в тому ж напрямку, в якому обертається Сонце, що є великим доказом спільного походження в тому ж обертовому газовому хмарі. Це одна з особливостей, за якою переважна більшість планет, які ми знайшли, що обертаються навколо інших зірок, схожі на ті, які ми знаємо. TIC 241249530b є дуже рідкісним винятком.
Доктор Сара Мілхолланд з MIT, яка є частиною команди, що відкрила TIC 241249530b, вважає, що орбіта скоротиться, поки вона не стане більш регулярним гарячим Юпітером, хоча вона все ще буде обертатися назад.
“Ця нова планета підтримує теорію, що міграція з високим ексцентриситетом повинна пояснювати частку гарячих Юпітерів”, – сказала вона у заяві. “Ми думаємо, що коли ця планета утворилася, вона була б крижаним світом. І через драматичну орбітальну динаміку вона стане гарячим Юпітером приблизно через мільярд років, з температурами кілька тисяч Кельвінів. Це величезна зміна від того, де вона почала.”
Тим часом вона зазначила: “Мають бути дійсно радикальні сезони та абсолютно спалена атмосфера кожного разу, коли вона наближається до зірки.”
Наше розуміння формування планет не дозволяє дуже великим планетам утворюватися близько до своїх зірок. Якщо ми не помиляємося, гарячі Юпітери повинні походити з більш віддалених відстаней, де зараз обертаються наші власні газові гіганти, і мігрувати всередину. Це створює два очевидні питання: як це відбувається? І чому Юпітер і Сатурн не зробили те саме?
Друга загадка є особливо важливою, тому що якби газовий гігант мігрував через Сонячну систему, щоб зайняти місце біля Сонця, він майже напевно знищив би Землю – або викинув її в глибокий космос – у процесі. Лише в системах без гарячих Юпітерів можуть існувати форми життя, здатні їх виявити та задуматися, що відбувається.
TIC 241249530b навряд чи забезпечить універсальну відповідь, але вона дає підказки до походження деяких гарячих Юпітерів. Зірка, яку вона обертає, TIC 241249530, обертається навколо далекої маленької зірки. Гравітаційне втручання цього компаньйона могло штовхнути планету з її звичайного шляху на відстані, де зазвичай утворюються газові гіганти.
Ми знаємо, що не всі гарячі Юпітери знаходяться в подвійних системах, тому в деяких випадках мають бути інші пояснення, але це робить такі події менш імовірними в системі, як наша.
Попри рідкість TIC 241249530b, вона не є унікальною. Попередній рекорд планетарного ексцентриситету належить HD80606b, яка, як підозрюють, перебуває на пізнішій стадії подібної міграції.
“Як і HD80606b, ця планета є багаторазовою масою Юпітера, що свідчить про те, що цей канал для формування гарячих Юпітерів може бути тим, який можуть пройти лише наймасивніші планети”, – сказав професор Джейсон Райт з Penn State у іншій заяві. Автори припускають, що менші планети більш піддані приливним збуренням і рухаються набагато швидше до своєї остаточної гарячої орбіти.
“Такі планети важко знайти, і ми сподіваємося, що це допоможе нам розгадати історію формування гарячих Юпітерів”, – сказав перший автор Арвінд Гупта, докторант Penn State.
TIC 241249530b була вперше помічена космічним телескопом TESS у 2020 році, коли він виявив падіння яскравості її зірки. Лише коли були використані інші інструменти для підтвердження спостереження, її виняткові характеристики стали очевидними, включаючи те, що вона в п’ять разів масивніша за Юпітер.
Неминуче, відкривачі сподіваються отримати час на телескопі Джеймса Вебба, щоб спостерігати за впливом такої виняткової орбіти. “Ми особливо зацікавлені в тому, що ми можемо дізнатися про динаміку атмосфери цієї планети після того, як вона пройде один з її спалюючо близьких проходів до своєї зірки”, – сказав Райт.
