Хвостатая планета почти опоясала звезду

Астрономы находят многие экзопланеты по небольшому падению яркости звезды, когда планета пролетает на ее фоне. Этот транзитный метод позволяет определить не только размер и орбитальный период тела, но и наличие у него атмосферы. Именно так больше десяти лет назад подтвердили существование газового гиганта HAT-P-32b, который вращается вокруг желто-белой звезды HAT-P-32 в 1044 световых годах от Земли.

В процессе наблюдений за его транзитами ученые заметили и хвосты, растянувшиеся впереди и позади объекта. Но их размер оставался неизвестным, потому что данные собирали лишь в тот период, когда планета проходила непосредственно перед звездой.

«Без длительных наблюдений, которые мы смогли провести на телескопе „Хобби — Эберли“, мы бы не увидели их», — объяснила Кэролин Морли, главный исследователь проекта по изучению атмосфер экзопланет HET Exospheres.

Группа наблюдала за HAT-P-32b на протяжении нескольких ночей. Орбитальный период этого газового гиганта составляет всего 2,2 земных дня, поэтому ученые смогли собрать данные за полный оборот планеты вокруг звезды и вычислить размер хвостов.

Астрономам не так уж редко попадаются экзопланеты с хвостами. Причины их образования могут быть разными. После столкновения с другим телом может образоваться поток из пыли и обломков. Если же хвост состоит из газа — скорее всего, виновата звезда. Хотя по своей массе HAT-P-32b почти в два раза меньше Юпитера, по радиусу — в два раза больше. И летает он значительно ближе к своей звезде, чем Меркурий — к Солнцу.

Вероятно, из-за жара светила атмосфера планеты раздулась так сильно, что внешние слои вырвались за пределы сильного гравитационного притяжения гиганта и растянулись по орбите на расстояние, как минимум в 53 раза превышающее его радиус. Более того, они в семь раз длиннее радиуса звезды.

По словам авторов исследования, опубликованного в Science Advances, хвосты HAT-P-32b — одна из крупнейших известных структур, связанных с экзопланетами, и рекордсмены по длине. Впрочем, сравнив особенности HAT-P-32b с характеристиками более десяти других похожих планет, ученые не смогли выявить явную закономерность в образовании хвостов. Видимо, играет роль комбинация факторов: заполнение полости Роша, величина поверхностной гравитации, температура планеты и излучение звезды.

«Мы можем находить такие физически крупные структуры, когда есть возможность наблюдать за одной системой на протяжении нескольких ночей подряд. Вероятно, и у других планет вырвавшиеся атмосферы сильно растянулись, и они просто ждут, когда мы их обнаружим», — отметил главный автор исследования Чжоуцзянь Чжан.

«Наши результаты исследования HAT-P-32b помогут понять, как другие планеты взаимодействуют со своими звездами», — добавила Морли. Конечно, чем больше данных удастся собрать, тем точнее будут модели и полноценнее понимание эволюции систем.