Одна из самых черных планет в галактике обречена на огненную смерть

WASP-12b - одна из самых интересных экзопланет, о которых мы знаем. Ультра-черная планета, вращающаяся вокруг звезды желтого карлика, которая немного больше Солнца на расстоянии 1410 световых лет от нас, известна как "горячий Юпитер" - экзопланета газового гиганта с такой же массой и размером, что и Юпитер, но так близко к звезде. что на ней очень жарко.

WASP-12b никогда не была в безопасности. Экзопланета с периодом обращения чуть более суток находится так близко к своей звезде, что из ее атмосферы выкачивается постоянный поток материала.

Но ее смерть не обязательно будет из-за медленной потери массы. Тщательные наблюдения показали, что она также находится на заметно убывающей орбите. И, согласно новому исследованию, эта орбита уменьшается немного быстрее, чем мы думали изначально.

Вместо первоначально предполагавшихся 3,25 миллиона лет, WASP-12b встретит свой огненный конец всего за 2,9 миллиона лет.

Согласно современным моделям образования планет, горячих юпитеров не должно быть. Газовый гигант не может образоваться так близко к звезде, потому что гравитация, радиация и сильные звездные ветры должны препятствовать скоплению газа. Но они есть - по данным экзопланет идентифицировано несколько сотен.

Как бы они ни образовывались, горячие юпитеры, которые находятся особенно близко к своей звезде, являются одними из наиболее изученных экзопланет. Это потому, что они могут многое рассказать нам о приливных взаимодействиях между планетой и звездой.

WASP-12b - один из самых близких к своей звезде горячих юпитеров. И это отличный пример для изучения приливных взаимодействий.

Он был обнаружен в 2008 году, что означает, что астрономы смогли собрать относительно долгосрочный набор данных; а его короткая орбита означает, что мы можем наблюдать множество транзитов. Именно тогда экзопланета проходит между нами и звездой, в результате чего свет последней становится немного тусклым.

В 2017 году астрономы заметили нечто странное в транзитах WASP-12b. Они произошли всего на долю секунды от того, что должно было быть, исходя из предыдущих измерений орбитального периода.

Это небольшое изменение времени могло быть результатом изменения направления орбиты экзопланеты , поэтому группа астрономов под руководством Сэмюэля Йи из Принстонского университета решила внимательно изучить не только транзиты, но и затмения, когда экзопланета проходит за звездой. Если WASP-12b менял направление, затмение немного откладывалось.

Прохождение вызывает слабое затемнение света звезды; затемнение вызывает еще более слабое затемнение. Это потому, что экзопланета, отражая тепло и свет звезды, увеличивает общую яркость системы, когда она не находится за звездой.

WASP-12b очень темный оптически; он поглощает 94 процента всего падающего на него света, что делает его чернее асфальта .

Астрономы считают, что это потому, что экзопланета очень горячая; при 2600 градусах Цельсия на дневной стороне молекулы водорода расщепляются на атомарный водород, в результате чего его атмосфера становится больше похожей на маломассивную звезду. Но поскольку он такой горячий, он светится в инфракрасном диапазоне.

Команда Йи использовала космический телескоп Спитцера, чтобы попытаться наблюдать затмения. Хотя они наблюдали звезду WASP 12 в течение 16 периодов обращения, им удалось найти только четыре слабых затенения в данных. Но этого было достаточно.

Эти затмения можно было сопоставить с транзитами ... и исследователи обнаружили, что затмения происходили быстрее - в соответствии с орбитальным распадом 29 миллисекунд в год. При таких темпах продолжительность жизни планеты, по подсчетам астрономов, составляла около 3,25 миллиона лет.

Теперь новая группа исследователей во главе с Джейком Тернером из Корнельского университета искала признаки орбитального распада в другом наборе данных - наблюдениях, сделанных телескопом НАСА для поиска планет TESS, специально разработанным для наблюдения за транзитами и затмениями.

TESS изучил область неба, которая включала WASP-12, с 24 декабря 2019 года по 20 января 2020 года. В этих данных команда обнаружила 21 транзит. Затенения были слишком мелкими, чтобы их можно было обнаружить индивидуально, но команда смогла смоделировать их, чтобы найти наиболее подходящие для данных TESS.

Эти времена прохождения и затмения были объединены с более ранними данными для временного анализа. И Тернер, и его команда смогли подтвердить, что орбита WASP-12b действительно уменьшается. Но это происходит немного быстрее, чем мы думали - со скоростью 32,53 миллисекунды в год, а общая продолжительность жизни составляет 2,9 миллиона лет.

Это звучит долго, но в космических масштабах это практически мгновение ока. И это резко сократило продолжительность жизни экзопланеты с примерно 10 миллионов лет, которые потребовались бы планете, чтобы умереть от атмосферного разрыва.

Но, хотя ему осталось жить недолго, изучение WASP-12b может нас многому научить. И хотя это единственная экзопланета, для которой у нас есть надежные доказательства орбитального распада, есть и другие экзопланеты с горячим Юпитером, которые, как ожидается, будут демонстрировать аналогичные скорости орбитального распада.

"Следовательно, дополнительные данные могут показать, действительно ли [эти экзопланеты] демонстрируют необнаруженный до сих пор приливный распад или необходимо улучшить теоретические предсказания", - написали Тернер и его команда .

"Временные наблюдения за дополнительными системами необходимы, потому что они помогают нам понять формирование, эволюцию и окончательную судьбу горячих юпитеров".

Напомним, ранее сообщалось, что найдена планета, которая вращается вокруг двойной звезды.

Источник