Если закрыть глаза и представить себе систему планет, вращающихся вокруг далекой звезды, что вы увидите?
У большинства людей такие мысли создают системы, зеркально отражающие Солнечную систему: планеты, вращающиеся вокруг звезды-хозяина по почти круговым орбитам, каменистые планеты поближе и гиганты, такие как Юпитер, в ледяных глубинах.
Однако чем больше мы изучаем космос, тем больше начинаем понимать, что планетарные системы, подобные нашей, могут быть скорее исключением, чем правилом.
Представьте себе систему с одной газообразной планетой, размером чуть больше Сатурна, которая проносится по поверхности звезды-хозяина по чрезвычайно быстрой орбите. Она адски горячая и светится тусклым красным светом, испепеляемая звездным излучением.
Затем представьте себе другую гигантскую планету, расположенную гораздо дальше, больше Юпитера, движущуюся по далекой и сильно вытянутой орбите, из-за чего она больше похожа на комету, чем на традиционную планету.
Это не очень похоже на дом, не так ли? Но именно это мы и обнаружили.
Представляем планетарную систему HD83443
История системы HD83443 начинается в конце 20 века, когда астрономы начали навязчиво наблюдать за звездами, похожими на Солнце. Они искали доказательства того, что эти звезды колеблются взад и вперед под влиянием невидимых планетарных спутников.
Используя 3,9-метровый Англо-австралийский телескоп в обсерватории Сайдинг-Спринг близ Кунабарабрана, исследователи обнаружили планету, вращающуюся вокруг звезды HD83443. Эта планета, HD83443b, была такой же массивной, как газовые гиганты Сатурн и Юпитер.
Но на этом сходство закончилось. HD83443b - это "горячий Юпитер": гигантская газовая планета проносится по поверхности своей звезды-хозяина (которая немного меньше и холоднее Солнца), совершая каждый круг менее чем за три земных дня!
В течение двух десятилетий после ее открытия мы продолжали наблюдать за движением HD83443. В последние годы мы проводим эту работу в обсерватории Маунт-Кент Университета Южного Квинсленда.
Объединив наши наблюдения с другими, мы обнаружили в системе новую странную планету, которую описали в статье, опубликованной в прошлом месяце.
Этот мир, HD83443c, вращается вокруг своей звезды-хозяина более 22 лет и находится примерно в 200 раз дальше, чем его адский собрат. Поскольку "год" HD83443c так долог, нам потребовалось более двух десятилетий наблюдений, чтобы подтвердить его существование, проследив один круг вокруг звезды-хозяина.
Но что действительно необычно, так это эксцентриситет его орбиты. В то время как планеты Солнечной системы движутся по почти круговым орбитам, HD83443c движется по гораздо более вытянутой траектории, напоминающей кометы в нашей Солнечной системе.
Последствия планетарного танго
Такие планеты, как "горячий Юпитер" HD83443b, особенно интересны для астрономов, поскольку они не похожи ни на что близкое. Газовые гиганты, такие как Юпитер, начинают свою жизнь вдали от звезды-хозяина, где в изобилии присутствует лед.
Эти льды позволяют им быстро расти, набирать достаточную массу, чтобы окутать себя огромными атмосферами.
В отличие от планет-гигантов Солнечной системы, HD83443b по мере роста и созревания мигрировала внутрь планеты, чтобы оказаться рядом со своей звездой. Что вызвало эту миграцию?
За прошедшие годы астрономы обнаружили множество горячих юпитеров. В попытках понять эти странные планеты было предложено несколько механизмов, объясняющих их миграцию, но в большинстве случаев любые доказательства причины миграции теряются в далеком прошлом.
Однако в конкретном случае с HD83443b, похоже, наше новое открытие могло бы предоставить доказательства "дымящегося пистолета". Недавно обнаруженный мир HD83443c может быть причиной того, что его брат оказался на своей нынешней адской орбите.
Представьте себе, что HD83443c и HD83443b впервые сформировались в ледяных глубинах системы HD83443. Они были бы погребены в массивном диске газа и пыли, окружающем звезду, который называется "протопланетным диском".
По мере продвижения по диску планеты питались от него, становясь все более массивными, и медленно дрейфовали внутрь, взаимодействуя с окружающим их диском.
В конце концов они подошли слишком близко друг к другу. Они не совсем столкнулись, но когда они проносились мимо друг друга, их огромное гравитационное притяжение действовало как рогатка, катапультируя их обоих на новые орбиты.
HD83443b, горячий Юпитер, был выброшен внутрь на орбиту, которая проходит по поверхности звезды при ближайшем сближении, а затем отклонился назад к месту первоначального столкновения. Другая планета, HD83443c, была выброшена наружу на свою нынешнюю вытянутую траекторию.
В течение тысячелетий произошло нечто удивительное. Каждый раз, когда HD83443b приближалась к своей звезде-хозяину, ее присутствие вызывало приливы и отливы на звезде, а звезда-хозяин, в свою очередь, вызывала приливы и отливы на ней. Это, по сути, "затормозило" движение HD83443b.
Это означает, что HD83443b теряла крошечный кусочек скорости каждый раз, когда проносилась мимо звезды-хозяина. Когда она снова вылетела наружу, ей не удалось пролететь так же далеко, как раньше, и ее орбита медленно закруглилась. Ее затягивало внутрь, пока она не достигла своей нынешней крошечной круговой орбиты, на которой она проведет остаток своей жизни.
HD83443c, однако, такая судьба не постигла. Будучи выброшенной наружу во время первой встречи с HD83443b, она осталась на таком расстоянии от центральной звезды, что ее орбита так и не была затронута.
Ее очень медленная и вытянутая орбита свидетельствует о том, что первоначальная встреча планет произошла еще во времена молодости системы.
Есть ли место лучше дома?
Эта история очень увлекательна, но главная цель наших постоянных поисков инопланетных миров - найти места, гораздо более похожие на дом.
Мы используем те же инструменты, которые привели нас к HD83443c, чтобы найти планетные системы, подобные нашей собственной, с гигантскими планетами на орбитах, удаленных от звезд-хозяев. Возможно, нам придется десятилетиями смотреть на далекие звезды, наблюдая за их грациозным небесным вальсом.
Несомненно, мы найдем еще много удивительных систем, подобных HD83443, которые откроют нам истинное разнообразие планетарных систем.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220723124624
Обозрение "Terra & Comp".
