Международная группа астрономов получила новые данные об одной из самых необычных известных экзопланет — газовом гиганте CoRoT-2b. Анализ наблюдений показал, что эта планета, вероятно, вращается вокруг своей оси в направлении, противоположном движению по орбите. Если выводы исследователей подтвердятся, CoRoT-2b станет первым известным «горячим юпитером» с подобной особенностью.
Открытие помогает объяснить загадочное поведение атмосферы планеты, которое почти десять лет оставалось одной из нерешённых проблем в исследованиях экзопланет. Кроме того, результаты заставляют пересмотреть существующие модели эволюции газовых гигантов, находящихся очень близко к своим звёздам.
Что такое горячие юпитеры
Горячими юпитерами называют массивные газовые планеты, похожие по размерам на Юпитер, но расположенные чрезвычайно близко к своим звёздам.
Если в Солнечной системе Юпитер обращается вокруг Солнца почти за 12 лет, то горячие юпитеры совершают полный оборот всего за несколько дней.
Из-за столь малого расстояния температура их атмосферы достигает тысяч градусов. Под действием мощной гравитации звезды большинство таких планет постепенно переходит в состояние приливного захвата. Это означает, что одна сторона постоянно обращена к звезде, а другая всегда остаётся в темноте — примерно так же, как Луна всегда показывает Земле одну и ту же сторону.
До недавнего времени считалось, что именно так устроены практически все горячие юпитеры.
Почему CoRoT-2b давно считалась необычной
Экзопланета CoRoT-2b была открыта ещё в 2008 году. Она примерно в 3,5 раза массивнее Юпитера, а полный оборот вокруг своей звезды совершает всего за 1,7 земных суток. При этом её атмосфера заметно расширена, что долгое время оставалось труднообъяснимой особенностью.
Однако главная загадка появилась позже.
В 2018 году космический телескоп Spitzer обнаружил, что самая горячая область атмосферы CoRoT-2b расположена не там, где ожидали учёные. Практически у всех исследованных горячих юпитеров максимальная температура смещена к востоку от точки, обращённой непосредственно к звезде. Такое смещение объясняется мощными атмосферными ветрами, переносящими тепло.
У CoRoT-2b всё оказалось наоборот — самая горячая область находилась западнее. Это было первым подобным случаем среди известных горячих юпитеров и поставило исследователей в тупик.
Новые наблюдения помогли решить загадку
Чтобы разобраться в необычном поведении планеты, астрономы выполнили новые высокоточные наблюдения с помощью комплекса Очень большого телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили.
Особое внимание уделялось моментам непосредственно перед тем, как планета скрывается за своей звездой, и сразу после её появления. Эти измерения позволяют определить распределение температуры по поверхности атмосферы и понять, как она вращается.
После анализа данных исследователи пришли к выводу, что наиболее вероятным объяснением является необычное собственное вращение CoRoT-2b.
Планета может вращаться в обратную сторону
Согласно новой модели, CoRoT-2b вращается вокруг своей оси в направлении, противоположном движению по орбите.
Это означает, что если бы наблюдатель находился на поверхности планеты, движение звезды по небу происходило бы совершенно иначе, чем ожидалось для большинства горячих юпитеров.
Более того, расчёты показали ещё одну неожиданную особенность.
Продолжительность суток на CoRoT-2b может быть примерно в два раза больше продолжительности её года. Иными словами, пока планета успевает дважды облететь свою звезду, вокруг своей оси она совершает лишь один полный оборот.
Почему это важно
До настоящего времени считалось, что столь близкое расположение к звезде практически неизбежно приводит к приливному захвату.
Гравитация звезды должна постепенно замедлить вращение планеты до тех пор, пока её сутки не сравняются с продолжительностью года.
Если CoRoT-2b действительно избежала такого состояния, значит существующие модели приливного взаимодействия между звёздами и планетами нуждаются в уточнении.
Это открытие показывает, что эволюция горячих юпитеров может быть значительно разнообразнее, чем предполагалось ранее.
Какие объяснения рассматривались раньше
После открытия необычного температурного распределения в атмосфере CoRoT-2b учёные предложили три возможных варианта.
Первый предполагал существование сильных западных ветров, возникающих благодаря необычному вращению планеты.
Второй связывал наблюдения с воздействием мощного магнитного поля, способного изменять движение ионизированных газов в атмосфере.
Третий объяснял явление неравномерным распределением плотных облаков, которые могли скрывать часть горячих областей.
Новые наблюдения существенно усилили позиции первой гипотезы, хотя окончательно остальные варианты пока не исключены.
Почему горячие юпитеры вообще существуют
Сам класс горячих юпитеров давно считается одним из самых необычных открытий современной астрономии.
До обнаружения первой такой планеты в 1995 году астрономы полагали, что все планетные системы должны быть похожи на Солнечную систему, где газовые гиганты находятся далеко от своей звезды.
Сегодня считается, что горячие юпитеры формируются на больших расстояниях, а затем постепенно мигрируют внутрь системы ещё на ранних этапах её существования, когда вокруг молодой звезды сохраняется газопылевой диск.
Почему подобного не произошло с Юпитером, исследователи объясняют влиянием Сатурна: взаимодействие двух гигантов стабилизировало их орбиты и не позволило Юпитеру приблизиться к Солнцу.
Каждая новая экзопланета преподносит сюрпризы
Авторы исследования отмечают, что CoRoT-2b ещё раз показывает, насколько разнообразными могут быть планетные системы.
Ранее многие модели предполагали, что все горячие юпитеры должны иметь схожее строение атмосферы и одинаковую динамику. Однако накопленные за последние годы наблюдения демонстрируют, что даже объекты одного класса могут сильно отличаться друг от друга.
Каждое подобное открытие помогает уточнять модели формирования планет, циркуляции атмосфер и взаимодействия планет со своими звёздами.
Необычная планета меняет представления о газовых гигантах
CoRoT-2b уже давно считалась одной из самых загадочных экзопланет, а новые результаты сделали её ещё более интересной для исследователей. Если вывод о её обратном вращении подтвердится дальнейшими наблюдениями, астрономам придётся пересмотреть некоторые фундаментальные представления о приливном взаимодействии между звёздами и близкими к ним планетами.
История CoRoT-2b показывает, что даже спустя десятилетия после открытия первых экзопланет каждая новая серия наблюдений способна выявить неожиданные особенности. Чем больше подобных миров удаётся изучить, тем очевиднее становится, что разнообразие планетных систем во Вселенной значительно превосходит самые смелые предположения, существовавшие ещё несколько десятилетий назад.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
