Ученые нашли самую эксцентричную планету в космосе: движется против всех правил

Когда впервые появилась возможность обнаруживать планеты вокруг других звезд, астрономы испытали шок. Вместо того, чтобы находить системы, подобные нашей, большинство ранних открытий были связаны с так называемыми «горячими Юпитерами» — газовыми гигантами, которые вращались ближе к своим звездам, чем Меркурий, и создавали огромные температуры.

Это был результат использования методов обнаружения, которые позволили бы легче находить планеты с большими массами и с короткими орбитами. По мере увеличения выборки планет доля «горячих Юпитеров» уменьшилась и в настоящее время составляет менее 10 процентов. Тем не менее, поскольку в Солнечной системе нет ничего даже отдаленно похожего на это, частота встречаемости таких объектов была неожиданной.

В настоящее время похожая планета обнаружена на орбите звезды TIC 241249530, расположенной в 1100 световых годах от Земли. В среднем орбитальное расстояние планеты TIC 241249530b составляет около двух третей земного, а год на ней составляет 167 дней, что меньше, чем у Меркурия и Венеры. Поскольку звезда на 27 процентов массивнее Солнца, это делает ее, по крайней мере, «теплым Юпитером».

Однако средние показатели могут быть очень обманчивыми. TIC 241249530b приближается к своей звезде в десять раз ближе, чем Меркурий, а затем снова удаляется от нее на расстояние, превышающее расстояние от Земли. Астрономы называют «эксцентриситетом» то, насколько орбита планеты отличается от круговой.

Все планеты в нашей Солнечной системе вращаются в том же направлении, что и Солнце, что является важным ключом к пониманию общего происхождения одного и того же вращающегося газового облака. Это один из аспектов, в котором подавляющее большинство обнаруженных нами планет, вращающихся вокруг других звезд, напоминают известные нам. TIC 241249530b — действительно, очень редкое исключение.

Астроном Сара Миллхолланд из Массачусетского технологического института считает, что орбита будет сокращаться до тех пор, пока планета не превратится в более обычный горячий Юпитер, хотя он по-прежнему будет вращаться в обратном направлении.

«Эта новая планета подтверждает теорию о том, что миграция с высоким эксцентриситетом должна быть причиной некоторой доли горячих Юпитеров, — рассказала она. — Мы думаем, что, когда эта планета сформировалась, она была холодным миром. А из-за впечатляющей динамики орбиты примерно через миллиард лет он станет горячим Юпитером с температурой в несколько тысяч Кельвинов. Таким образом, это огромный сдвиг по сравнению с тем, с чего все началось».

В то же время, отметила она, «должны быть действительно радикальные сезоны и абсолютно выжженная атмосфера каждый раз, когда он проходит близко к звезде».

Ученое понимание процессов планетообразования не допускает, чтобы очень большие планеты формировались близко к своим звездам. «Горячие Юпитеры» должны возникать дальше, на тех расстояниях, на которых сейчас вращаются газовые гиганты в Солнечной системы.

Загадка особенно важна, потому что, если бы газовый гигант мигрировал через Солнечную систему, чтобы поселиться поближе к Солнцу, он почти наверняка уничтожил бы Землю – или выбросил ее в глубокий космос – в процессе этого. Только в системах без «горячих Юпитеров» могут существовать формы жизни, способные обнаружить их в другом месте и задаться вопросом, что происходит.

TIC 241249530b вряд ли даст универсальный ответ, но он дает ключ к пониманию происхождения некоторых типов планет. Звезда, вокруг которой он вращается, TIC 241249530. Гравитационное воздействие этого спутника сдвинуло планету с ее обычного пути на расстояние, на котором обычно образуются газовые гиганты.

«Планеты, подобные этой, трудно найти, и мы надеемся, что это поможет нам разгадать историю формирования горячего Юпитера», — прокомментировал Арвинд Гупта.

TIC 241249530b была впервые обнаружена спутником Transiting Exoplanet Survey (TESS), который зафиксировал падение яркости звезды в 2020 году. Только когда для подтверждения наблюдений были использованы другие приборы, были выявлены его исключительные характеристики, в том числе тот факт, что он в пять раз массивнее Юпитера.

«Нас особенно интересует то, что мы сможем узнать о динамике атмосферы этой планеты после того, как она пройдет на одном из самых близких расстояний от своей звезды», — заключают астрономы.