У странной экзопланеты горячая точка находится не в том месте, где должна быть

Фото из открытых источников

Горячие юпитеры — одни из самых экстремальных планет во Вселенной, пылающие газовые гиганты, подобные Юпитеру или Сатурну, которые находятся так близко к своим звездам, что совершают полный оборот за считанные дни. Теперь новые исследования могут переписать определение этих планет, на фоне которых Солнечная система выглядит несколько обыденной. Результаты исследования были представлены на 248-м заседании Американского астрономического общества в Пасадене, штат Калифорния, и опубликованы на сайте-репозитории статей arXiv.

Экзопланета, лежащая в основе этого переосмысления, — это CoRoT-2 b, мир с массой в 3,5 раза большей, чем у Юпитера, и размером в 1,5 раза большей, чем у самой большой планеты нашей Солнечной системы, расположенный на расстоянии около 696 световых лет. Она совершает оборот вокруг своей звезды всего за 41 час.

Что же такого странного в CoRoT-2b? Большинство горячих юпитеров находятся в приливном захвате, то есть у них есть одна сторона, постоянно обращенная к звездам, «дневная сторона», и «ночная сторона», которая постоянно обращена в космос. Однако новое исследование CoRoT-2b, похоже, показывает, что этот горячий юпитер не находится в приливном захвате, и это большой сюрприз, который бросает вызов всем нашим предположениям об этих экстремальных экзопланетах.

«Мне очень нравится изучать необычные планеты — находить те, которые не вписываются в стандартную картину, — и разгадывать загадки», — рассказывает руководитель группы Аврора Кессели из Института изучения экзопланет НАСА (NExScI). «Теперь мы видим, что универсальная модель не работает, даже для планет, которые мы изучаем уже долгое время. Каждый раз, когда мы изучаем очередной горячий Юпитер, мы узнаём что-то новое, что помогает усовершенствовать наши модели, полезные не только для понимания горячих Юпитеров, но и для всех типов экзопланет».

Для каменистых планет приливная синхронизация привела бы к невероятно горячей дневной стороне и гораздо более холодной ночной стороне, разделённой вечным закатом. Однако ситуация для газовых гигантов несколько сложнее из-за их вихревых атмосфер.

Это означает, что хотя у горячих юпитеров есть дневная и ночная стороны, они обычно обладают большими горячими точками на дневной стороне, слегка смещенными в направлении их вращения и орбиты вокруг звезды-хозяина. CoRoT 2b также противоречит этому ожиданию, обладая горячей точкой в противоположном направлении своей орбиты. Кессели и ее команда исследовали три возможные причины этой аномалии.

«Условия приливной блокировки важны для понимания астрономами, потому что обитаемая зона для планет вокруг карликовых звезд типа M находится в зоне приливной блокировки, где мы ожидаем, что приливная блокировка происходит довольно быстро», — сказала Кессели. «Способ вращения планеты сильно влияет на то, как планета распределяет свое тепло, и, следовательно, влияет на ее обитаемость, поэтому для планеты, находящейся в приливной блокировке, температура, ветры и климат будут выглядеть совершенно иначе, чем у планеты, которая не находится в приливной блокировке».

Измерив скорость CoRoT-2 b, Кессели и ее коллеги обнаружили, что одни сутки на этом горячем Юпитере составляют примерно три земных дня, что почти вдвое больше его года, который длится около 1,5 земных дней. Это означает, что его сутки намного короче года; к тому времени, как CoRoT-2 b совершает один оборот вокруг своей родительской звезды, он делает почти два оборота вокруг неё.

«Я был очень приятно удивлен, когда попробовал несколько методов, и подумал: „Ага! Это на самом деле одна из трёх гипотез!“ Увидеть данные, довольно ясно указывающие на одну из них, было действительно захватывающе», — сказала Кессели.

Следующим шагом для Кессели станет выяснение причины медленного вращения CoRoT-2 b.

«Горячие юпитеры — это первый тип планет, для которых мы смогли по-настоящему изучить и уточнить наши модели их климата», — сказала Кессели. «С помощью телескопов следующего поколения, таких как Обсерватория обитаемых миров и Чрезвычайно большой телескоп, мы сможем проводить более углубленные измерения на большем количестве планет, возможно, даже на потенциально обитаемых».