Горячие газовые гиганты не образуются рядом со звездами, а мигрируют с далеких орбит. Их бурное прошлое стирает следы пути. В движении теплых газовых гигантов эти следы сохраняются. Астрономы обнаружили новый теплый Юпитер для изучения эволюции систем с мигрирующими газовыми гигантами.
Газовые гиганты, вращающиеся вокруг звезд на расстоянии, сравнимом с удаленностью Меркурия, Венеры и Земли от Солнца, называются Теплыми Юпитерами. В отличие от них, Горячие Юпитеры летают ближе к звездам, чем Меркурий. Формирование таких гигантов близко к светилам вызывает вопросы у астрономов. Горячие Юпитеры точно мигрируют ближе к звездам в процессе эволюции их системы. С Теплыми все сложнее: в теории некоторые из них вполне могли сформироваться на своей нынешней орбите.
Из-за сильного приливного взаимодействия со звездой во время миграции параметры орбиты горячих юпитеров сильно меняются, поэтому по его движению сложно восстановить историю перемещения. Теплые газовые гиганты не так подвержены влиянию светила, особенно если оно очень горячее. Поэтому по ним можно изучать историю формирования и эволюции систем с экзопланетой-юпитером.
Ученые, помимо типа планеты и температуры светила, обращают внимание на эксцентриситет орбит. Многие теплые юпитеры с вытянутыми орбитами прошли миграцию. Однако выборка небольшая: удалось определить положение орбиты лишь у шести теплых юпитеров с эксцентриситетом больше 0,5. Из них только два — TOI-1859 b и TOI-3362 b — обращаются вокруг достаточно горячей звезды (с эффективной температурой выше 6000 градусов Цельсия). Астрономы обнаружили еще один подходящий объект.
TOI-2005 b — горячий юпитер с вытянутой орбитой (эксцентриситет — 0,59), обращающийся вокруг звезды спектрального класса F на расстоянии 1072 световых лет от Земли. Эффективная температура звезды около 6,8 тысяч градусов Цельсия. Звезда примерно вдвое больше Солнца по радиусу и в 1,59 раза массивнее его.
TOI-2005 b по размерам напоминает Юпитер, но превосходит его массу в 6,4 раза. В настоящее время этот объект вращается вокруг звезды на расстоянии 0,16 астрономической единицы (у Меркурия — 0,39 а.е.). Астрономическая единица — среднее расстояние от Солнца до Земли. В научной статье представлено описание этой экзопланеты. выложена в открытый доступ на портале arXiv.
По вытянутости орбиты и среднему расстоянию до звезды можно предположить, что TOI-2005 b находится в процессе миграции. Возможно, в системе есть еще одна массивная планета на большем расстоянии. Ученые считают, что именно такие условия приводят к появлению теплых юпитеров с большим эксцентриситетом, как TOI-2005 b, которые обращаются вокруг звезды в плоскости ее экватора в сторону вращения светила.
Однако эволюция системы не всегда заканчивается этим.
TOI-2005 b со временем может перейти на круговую орбиту в отдалении 0,101 астрономической единицы от звезды и превратиться в горячий Юпитер. Однако большая вероятность того, что к этому моменту система погаснет. Согласно расчетам авторов нового исследования, на «округление» орбиты потребуется 100 миллиардов лет, но эта оценка очень сильно зависит от физики процессов внутри газового гиганта.
Ввиду вытянутости орбиты температура TOI-2005 b существенно меняется за год, составляющий 17,3 земных дня. В наиближайшей точке она достигает 1900 градусов Цельсия, а в самой удаленной — 1200 градусов. Планета не находится в приливном захвате, как большинство горячих Юпитеров, поэтому такой перепад должно сильно сказываться на физике и химии процессов в газовой оболочке. Но это уже задача для будущих наблюдений и исследований. Кстати, недавно ученые впервые разглядели Структуру атмосферы экзопланеты WASP-121 b, который является ультрагорячим Юпитером, построили в трех измерениях.