Спостереження за незвичайною екзопланетою змусило астрономів сумніватися в загальноприйнятій моделі еволюції «гарячих юпітерів».
У результаті тривалих спостережень за екзопланетою HD 80606 b американські астрономи прийшли до висновку, що процес циркуляризації, який повинен був перевести її на кругову орбіту біля зірки, неефективний, про що вони повідомили у вчорашній статті в журналі Astrophysical Journal Letters.
Протягом багатьох століть астрономи вважали Сонячну систему стандартом для планетних систем у Всесвіті. У них навколо центральної зірки (Сонця) по ближніх орбітах повинні обертатися невеликі кам'янисті планети, а по дальніх - газові гіганти. Але за останні 20 років потужні телескопи показали безліч екзотичних планетних систем абсолютно несподіваних конфігурацій. Зокрема, астрономи відкрили так звані «гарячі юпітери» - масивні планети з високою температурою на поверхні, що обертаються дуже близько до своїх зірок. І зараз астрофізики намагаються відповісти на питання: як ці газові гіганти, які за сучасними уявленнями утворюються далеко від своїх зірок, в результаті опиняються на таких близьких орбітах?
Згідно з прийнятою сьогодні гіпотезою гарячі юпітери спочатку рухаються круговими орбітами далеко від зірки, подібно до нашого Юпітера. Але в якийсь момент щось велике і масивне, на зразок сусідньої зірки, зіштовхує їх з насидженого місця, і вони починають рухатися сильно витягнутими (ексцентричними) орбітами, як комети. Щоразу, коли вони проходять поблизу зірки, та викликає їх деформацію приливними силами. Це призводить до перетворення частини енергії планет на тепло і зменшення витягнутості їх орбіт.
Цей процес, що отримав назву циркуляризації, перекладає гігантські планети близько до зірок за досить короткий термін, близько сотень мільйонів років. Як довго триватиме етап циркуляризації для конкретної планети - залежить від її властивостей, від того наскільки вона «податлива» і добре розсіює механічну енергію в теплову. Подібний ефект можна спостерігати у себе вдома, багаторазово стискаючи рукою гумовий м'яч і оцінюючи, наскільки він при цьому нагріється.
За допомогою інфрачервоного космічного телескопа «Spitzer» (НАСА) американські астрономи спостерігали екзопланету під назвою HD 80606 b. Цей газовий гігант розміром з Юпітер, але в чотири рази масивніше, знаходиться на відстані 190 світлових років від Землі, в сузір'ї Великої Ведмедиці. Він виділяється серед сотень вже відомих екзопланет тим, що рухається не по круговій, а по сильно витягнутій орбіті. Через кожні 111 днів він повертається до своєї зірки, а потім протягом всього 20 годин рухається, майже торкаючись її, отримуючи при цьому величезну кількість енергії, в тисячу разів більше, ніж Земля отримує від Сонця. Земля в таких умовах втратила б атмосферу, а її поверхня перетворилася на магму.
Дивним виявилося вкрай швидке охолонення планети. Поблизу зірки її поверхня на денному боці просто кипить при температурі близько 1400 градусів Кельвіна, але через 10 годин вона остигає настільки, що перестає бути видимою в інфрачервоний телескоп. Яскравість планети при русі по орбіті змінюється в 800 разів! Здавалося б, астрономи виявили планету на стадії циркуляризації з дуже ефективним перетворенням енергії руху в тепло. Але тривалі спостереження показали, що планета не мігрує так швидко, як очікувалося, і може перебувати на своїй витягнутій орбіті протягом ще 10 мільярдів років або навіть довше. Якщо це так, то основний механізм міграції гарячих юпітерів не настільки ефективний, як вважали фізики. Можливо, їм доведеться переглянути теорію про те, як утворюються гарячі юпітери, на користь альтернативних гіпотез, в яких газові гіганти спочатку утворюються поблизу зірок або плавно переміщаються до них по спіралі.
Надалі астрономи збираються розібратися, наскільки ця планета унікальна і чи можна поширити отримані результати на інші екзосистеми. Крім того, становить великий інтерес поведінка атмосфери екзопланети при таких великих і швидких перепадах температури.
За матеріалами Массачусетського технологічного інституту