Астрономи виявили незвичайну екзопланету-гіганта TOI-1355 b, яка протягом менш ніж десятиліття фактично зникне з нашого поля зору. За даними міжнародної команди дослідників, орбіта цього так званого гарячого юпітера поступово змінює нахил так, що після 2033 року його транзити більше не будуть спостерігатися із Землі. Про результати роботи розповідає видання Universe Today.
Гарячі юпітери — це газові гіганти, подібні до Юпітера, але розташовані дуже близько до своїх зір. Вони роблять оберт за лічені дні або навіть години, а деякі мають ще й витягнуті, тобто ексцентриситетні, орбіти. Відкриття таких планет із середини 1990-х років серйозно ускладнило попередні уявлення про формування й еволюцію планетних систем.
Незвичайна орбіта TOI-1355 b
Об’єкт TOI-1355 b розташований приблизно за 805 світлових років від Землі. Його маса становить близько 5,84 мас Юпітера, а радіус — приблизно 1,42 радіуса Юпітера. Планета обертається навколо своєї зорі всього за 2,17 доби, тобто в десятки разів ближче й швидше, ніж Земля навколо Сонця.
Виявили й вивчали TOI-1355 b за транзитним методом: коли планета проходить перед диском зорі, її світло ледь помітно слабшає. Це дозволяє оцінити розміри й частково будову екзопланети. У випадку TOI-1355 b орбіта виявилася помітно витягнутою: її ексцентриситет дорівнює 0,22 проти 0,0167 у Землі. Значення ексцентриситету змінюється від 0 (ідеальне коло) до 1 (параболічна траєкторія.
На думку дослідників, така витягнута орбіта може вказувати на бурхливе минуле планети. Гравітаційні взаємодії з іншими об’єктами в системі здатні поступово «витягувати» колись майже кругові орбіти, роблячи їх ексцентриситетними.
Як планета «зникне»
Команда проаналізувала дані космічного телескопа NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) разом зі спостереженнями з наземної обсерваторії Окаяма Кіотського університету. На основі цих вимірювань дослідники дійшли висновку, що орбіта TOI-1355 b повільно змінює нахил відносно нашого напрямку спостереження.
Розрахунки показали, що ця зміна призведе до того, що приблизно в 2033 році транзити TOI-1355 b припинять бути видимими для наземних телескопів. Планета продовжить обертатися навколо своєї зорі, але проходитиме перед нею по такій траєкторії, яку з Землі вже не буде видно як затемнення зорі.
Фактично в астрономів залишилося менше семи років, щоб отримати максимум наукових даних про цю планету, перш ніж її транзити зникнуть, можливо, надовго або навіть назавжди — з точки зору наших поточних можливостей спостережень.
Як виявили аномалію
Очільник дослідження, доктор Норіхару Ватанабе (Noriharu Watanabe) з Токійського університету, підкреслює, що пошуки планет біля зір із температурою, близькою до сонячної чи нижчою, уже дали тисячі відкриттів. Натомість системи навколо гарячіших зір досі вивчені набагато гірше, тому команда цілеспрямовано шукала там нові екзопланети, щоб краще оцінити їх різноманіття.
Під час аналізу зміни яскравості зорі TOI-1355 у попередніх даних дослідники звернули увагу на вторинне затемнення — момент, коли планета проходить за диском зорі. З’ясувалося, що це затемнення настає раніше, ніж можна було б очікувати для кругової орбіти. Така поведінка виявилася нетиповою для гарячих юпітерів біля гарячих зір і стала причиною для детальнішого вивчення TOI-1355 b.
За посиланням на відеоогляд, наданим авторами дослідження, можна подивитися додаткові пояснення до цих спостережень: .
Що це говорить про еволюцію гарячих юпітерів
Хоча гарячі юпітери навряд чи придатні для життя, вони відіграють важливу роль у розумінні формування планет. Поширена гіпотеза стверджує, що ці гіганти утворюються далеко від своїх зір, а потім поступово мігрують углиб системи — процес відомий як планетна міграція.
Астрономи припускають, що навіть у нашій Сонячній системі Юпітер на ранніх етапах міг повільно зміщуватися до Сонця, але згодом був «утриманий» на нинішній орбіті завдяки гравітаційному впливу Сатурна, який формувався зовні від юпітеріанської орбіти.
У статті зазначається, що ексцентриситетні орбіти гарячих юпітерів, як у TOI-1355 b, можуть бути свідченням їхнього бурхливого динамічного минулого. Тож навіть кілька наступних років спостережень за цією планетою можуть дати ключ до розуміння того, як змінюються орбіти масивних екзопланет і чи є подібні «зникаючі» гарячі юпітери поширеним явищем.
Дослідники сподіваються, що подальші спостереження TOI-1355 b та схожих об’єктів дозволять уточнити моделі еволюції планетних систем. Які нові висновки про такі планети вдасться зробити в найближчі роки, покаже час.