В 2020 году космический телескоп TESS, принадлежащий NASA и занимающийся поиском планет за пределами Солнечной системы, выявил потенциально интересный объект, сопоставимый по размерам с Юпитером. Этот кандидат получил обозначение TIC 241249530 b. В результате недавнего исследования американские ученые-астрономы подтвердили, что это действительно планета, и скорректировали характеристики ее орбиты. Орбита имеет сильно вытянутую форму, напоминающую огурец. Возможно, этот газовый гигант еще не завершил процесс миграции к своей звезде и не превратился в классический «горячий Юпитер». Для экзопланет, обнаруженных транзитным методом, это первое подобное наблюдение.
Среди более чем 5600 подтвержденных экзопланет около 300–500 классифицируются как горячие Юпитеры. Эти газовые гиганты, сопоставимые по размерам с Юпитером, находятся значительно ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу, и, как следствие, имеют высокую температуру. Механизм их появления на столь близких орбитах остается неразгаданной тайной. Существующая теория предполагает, что они возникли на окраинах планетных систем и впоследствии переместились к центру, трансформировав свои сильно вытянутые траектории в более компактные, округлые.
Увидеть предшественника горячего Юпитера, который еще не приблизился к своей звезде, — редкая возможность. Речь идет именно о таком явлении сообщили американские ученые в статье для журнала Nature.
Ученые провели исследование кандидата в экзопланеты TIC 241249530 b, чтобы исключить влияние других факторов, способных изменять яркость звезды. Для этого использовали два прибора, установленных на 3,5-метровом телескопе консорциума WIYN, который находится на Китт-Пик в обсерватории Национального научного фонда США.
Сначала астрономы использовали широкоугольную камеру для спекл-интерферометрии NESSI, чтобы компенсировать атмосферное мерцание и исключить другие помехи, способные исказить космический сигнал. Затем, при помощи спектрографа NEID, они измерили спектр тела, вращающегося вокруг своей звезды, и определили его радиальную скорость.
Тщательное изучение спектральных данных позволило установить, что TIC 241249530 b является планетой, обладающей массой в пять раз превышающей массу Юпитера. При этом наиболее примечательной чертой является ее орбита, характеризующаяся значительным вытянутым видом и эксцентриситетом, равным 0,94. Данный показатель отражает отклонение орбиты от идеальной круговой формы, для которой эксцентриситет равен нулю.
Эксцентриситет земной орбиты составляет 0,02, тогда как у Плутона он равен 0,25. Если бы экзопланета TIC 241249530 b находилась в нашей Солнечной системе и двигалась по своей орбите, то она бы сближалась с Солнцем в десять раз сильнее, чем Меркурий, а затем удалялась примерно на расстояние, сопоставимое с расстоянием до Земли. Климат этой планеты был бы чрезвычайно нестабильным, с резкими перепадами температуры на поверхности – от комфортной летней до температуры, при которой плавится титан.
Планета HD80606b ранее удерживала рекорд по наиболее вытянутой орбите, имея эксцентриситет, равный 0,933. По мнению ученых, обоим этим планетам еще предстоит эволюционировать в горячие юпитеры.
К тому же, выяснилось, что экзопланета TIC 241249530 b вращается по траектории, противоположной направлению вращения её звезды (ретроградной орбите). Подобные случаи довольно редки среди экзопланет. В нашей Солнечной системе ретроградные орбиты характерны для небольших спутников, которые ранее были астероидами и впоследствии оказались захваченными.
Необычные данные стали поводом для размышлений о перспективах TIC 241249530 b. Авторы исследования полагают, что из-за приливных взаимодействий сильно вытянутая орбита со временем станет более округлой и сжатой, пока планета не приблизится к своей звезде. К счастью для исследователей, они смогли наблюдать ее до того, как она завершила миграцию. Это позволит глубже понять, как формируются, стабилизируются и эволюционируют горячие Юпитеры. Арвинд Гупта из NOIRLab, ведущий автор публикации, провел аналогию между этой экзопланетой и «фотографией процесса миграции».
«Профессор Джейсон Райт, работающий в Университете Пенсильвании, отметил, что их интересуют сведения о том, как меняется атмосфера этой планеты во время сближения с ее звездой.
Райту удалось выяснить, что космический телескоп «Джеймс Уэбб» сможет выполнить эту задачу, благодаря высокой чувствительности, позволяющей обнаруживать изменения температуры газовой оболочки экзопланеты.