Астрономия

Горячие газовые гиганты физически не могут формироваться вблизи звезд, они мигрируют с удаленных орбит. К сожалению, их бурное прошлое «затирает» следы проделанного пути. Зато в движении теплых газовых гигантов эти следы еще сохраняются. Астрономы нашли новый теплый юпитер для подробного изучения эволюции систем с мигрирующими газовыми гигантами.

Теплые Юпитеры — газовые гиганты, обращающиеся вокруг своих звезд на расстоянии, сопоставимом с удаленностью Меркурия, Венеры и Земли от Солнца. В отличие от теплых, горячие Юпитеры летают на расстоянии ближе Меркурия. Формирование таких гигантов близко к светилам вызывает у астрономов вопросы. Горячие юпитеры точно мигрируют ближе к звездам в процессе эволюции их системы. С теплыми все сложнее: в теории некоторые из них вполне могли сформироваться на своей современной орбите.

Из-за сильного приливного взаимодействия со звездой во время миграции параметры орбиты горячего юпитера сильно меняются, поэтому по его движению сложно восстановить историю перемещения. А вот теплые газовые гиганты не так подвержены влиянию светила, особенно если оно очень горячее. Поэтому по ним можно изучать историю формирования и эволюции систем с экзопланетой-юпитером.

Помимо типа планеты и температуры светила, ученые смотрят на эксцентриситет. Считается, что большинство теплых юпитеров с вытянутыми орбитами пережили миграцию. К сожалению, выборка получается небольшая. Лишь у шести теплых юпитеров с эксцентриситетом орбиты больше 0,5 удалось выявить ее положение. Из них только два — TOI-1859 b и TOI-3362 b — обращаются вокруг достаточно горячей звезды (с эффективной температурой выше 6000 градусов Цельсия). И вот астрономы нашли еще один подходящий объект.

TOI-2005 b — теплый юпитер с вытянутой орбитой (эксцентриситет — 0,59), обращающийся вокруг звезды спектрального класса F в 1072 световых годах от нас. Эффективная температура светила — примерно 6,8 тысячи градусов Цельсия. Звезда приблизительно в два раза больше по радиусу и в 1,59 раза массивнее Солнца.

По размеру TOI-2005 b похож на Юпитер, но в 6,4 раза массивнее. Сейчас объект обращается вокруг звезды в среднем на расстоянии 0,16 астрономической единицы (у Меркурия — 0,39 а.е., астрономическая единица — среднее расстояние от Солнца до Земли). Научная статья с описанием экзопланеты выложена в открытый доступ на портале arXiv.

Судя по вытянутости орбиты и среднему расстоянию до звезды, TOI-2005 b находится в процессе миграции. Вероятно, в системе есть еще одна массивная планета на большем расстоянии. По расчетам ученых, именно в таких условиях появляются теплые юпитеры с большим эксцентриситетом вроде TOI-2005 b, которые обращаются вокруг звезды в плоскости ее экватора в сторону вращения светила. И на этом эволюция системы не всегда заканчивается.

Теоретически TOI-2005 b со временем выйдет на круговую орбиту в 0,101 астрономической единицы от светила — и станет горячим юпитером. Впрочем, велика вероятность, что к тому моменту система уже погибнет. По расчетам авторов нового исследования, на «округление» орбиты уйдет 100 миллиардов лет, но эта оценка очень сильно зависит от физики процессов внутри газового гиганта.

Из-за вытянутости орбиты температура на TOI-2005 b сильно меняется в течение года, который длится 17,3 земного дня. В самой близкой точке она достигает 1,9 тысячи градусов Цельсия, а в самой удаленной падает до 1,2 тысячи градусов. Планета не находится в приливном захвате, как большинство горячих юпитеров, поэтому такой перепад должен сильно сказываться на физике и химии процессов в газовой оболочке. Но это уже задача для будущих наблюдений и исследований. Кстати, недавно ученые впервые разглядели трехмерную структуру атмосферы экзопланеты у ультрагорячего юпитера WASP-121 b.