Астрономы застигли экзопланету на стадии превращения в горячий юпитер

Из 5600 подтвержденных экзопланет примерно 300-500 относят к классу горячих юпитеров. Это крупные, как наш Юпитер, гиганты, расположенные к своей звезде ближе, чем Меркурий, а потому раскаленные. Как они оказались на таких тесных орбитах, загадка. Согласно общепринятой гипотезе, они сформировались на периферии звездных систем и затем мигрировали к центру, переходя с сильно вытянутых орбит на тесные, круговые.

Наблюдать предшественника горячего юпитера, который еще не мигрировал близко к своей звезде, — большая удача. Именно о таком случае сообщили американские ученые в статье для журнала Nature.

Исследователи занимались проверкой кандидата в экзопланеты TIC 241249530 b. Необходимо было исключить другие факторы, которые могли менять блеск звезды. Для этого задействовали два инструмента в составе 3,5-метрового телескопа консорциума WIYN, расположенного на Китт-Пик, в обсерватории Национального научного фонда США.

Первым делом астрономы применили широкоугольную камеру для спекл-интерферометрии NESSI, чтобы нейтрализовать мерцание атмосферы и устранить другие шумы, которые могут исказить источник космического сигнала. Далее с помощью спектрографа NEID померили спектр вращающегося вокруг своей звезды тела и вычислили его лучевую скорость.

Детальный анализ спектра подтвердил, что TIC 241249530 b — точно планета, причем в пять раз более массивная, чем Юпитер. Но самое удивительное — ее орбита, которая очень вытянутая, с эксцентриситетом 0,94. Этот параметр показывает степень отклонения от совершенного круга, у которого e = 0.

Для сравнения: у земной орбиты эксцентриситет равен 0,02, у Плутона — 0,25. Если бы TIC 241249530 b располагалась в Солнечной системе, то, следуя орбите, она то приближалась бы к Солнцу в 10 раз ближе, чем Меркурий, то отдалялась бы примерно как Земля. Климат планеты отличался бы крайней экстремальностью, с колебаниями температуры на поверхности от теплой летней до плавящей титан.

Предыдущий рекорд по вытянутости орбиты принадлежал планете HD80606b, ее эксцентриситет — 0,933. Обоим мирам еще предстоит стать горячими юпитерами, считают исследователи.

Но и это не все. Оказалось, что TIC 241249530 b движется по орбите против хода вращения своей звезды (ретроградной). Такое нечасто встречается среди экзопланет. В Солнечной системе по ретроградным орбитам движутся маленькие луны, бывшие когда-то астероидами, теперь захваченные.

Эти необычные факты дали пищу для рассуждений о будущем TIC 241249530 b. По мнению авторов научной работы, сильно эллиптическая орбита будет округляться и сжиматься под действием приливных сил, пока планета окончательно не прильнет к своей звезде. Ученым повезло застать ее до того, как она успела мигрировать. Это поможет лучше понять, как горячие юпитеры формируются, стабилизируются и развиваются. Арвинд Гупта из NOIRLab, первый автор публикации, сравнил эту экзопланету со «снимком процесса миграции».

«Нам интересна информация о динамике атмосферы этой планеты в момент ее сближения со звездой», — добавил профессор Джейсон Райт из Университета Пенсильвании.

По словам Райта, с этой задачей справится космический телескоп «Джеймс Уэбб», поскольку он достаточно чувствительный, чтобы уловить колебания в температуре газовой оболочки экзопланеты.