 |  | |||
| Новое исследование находит ответы на вопросы о конце путешествия горячих Юпитеров, устанавливая, какая причина ограничивает их миграцию... | ||||
У звезд имеются привлекательные, притягивающие к себе планеты, особенно такие, которые относятся к классу так называемых горячих Юпитеров, представляющих собой газовые гиганты, которые формируются на значительном удалении от своих звезд, а потом начинают мигрировать внутрь своей звездной системы, разогреваясь при этом.
Так вот, новое исследование, в котором применяются данные, полученные с помощью космического телескопа НАСА «Кеплер», показывает, что горячие Юпитеры, несмотря на достаточно близкое расположение их орбит от родительской звезды, не всегда поглощаются своими звездами. На самом деле, планеты остаются на своих довольно стабильных орбитах в течение многих миллиардов лет, пока не наступит день, когда их все-таки может постичь такая печальная участь быть «съеденными».
«Со временем все горячие Юпитеры все больше и больше приближаются к своим звездам, но в данном исследовании мы показываем, что этот процесс прекращается раньше, чем звезды окажутся слишком близко»,– рассказывает Питер Плавчан (Peter Plavchan) из Института изучения экзопланет, НАСА, при Калифорнийском технологическом институте, Пасадена, штат Калифорния. «Планеты, по большей части, стабилизируются, как только их орбиты становятся круговыми, совершая вокруг своих звезд один оборот за несколько дней».
Недавно опубликованное в Астрофизическом журнале (Astrophysical Journal) исследование является первым исследованием, которое демонстрирует, как планеты, горячие Юпитеры, прерывают свой марш-бросок, направленный внутрь, к звездам. Гравитационные, или приливные, силы звезды придают круговую форму орбите планеты и стабилизируют ее; когда же орбита окончательно становится круговой, миграция прекращается.
«Если учесть, что известно очень мало горячих Юпитеров, то некоторые модели могли бы объяснить результаты наблюдений»,– говорит Джек Лиссауэр (Jack Lissauer), ученый, принимающий участие в программе НАСА «Кеплер» из Научно-исследовательского центра имени Эймса, Моффет-Филд, штат Калифорния, не участвующий в данном исследовании. «Однако закономерности, выявленные в популяциях этих планет, показывают, что приливы в сочетании с гравитационными силами, обусловленными зачастую невидимыми компаньонами звезд или планет, могут подталкивать эти гигантские планеты к их родительским звездам».
Горячие Юпитеры – это гигантские газовые шары, которые имеют очень большое сходство с нашим Юпитером, обладая такой же массой и составом. На них не зарождается жизнь под действием яркого света Солнца, но формируются холодные и достаточно протяженные, простирающиеся до самых дальних окраин, пространственные структуры, как у Юпитера в нашей Солнечной системе. В конечном счете, планеты, горячие Юпитеры, таким образом, приближаются к своим звездам. Это относительно редкий процесс, который до сих пор еще полностью не изучен.
Новое исследование находит ответы на вопросы о конце путешествия горячих Юпитеров, устанавливая, какая причина ограничивает их миграцию. Ранее были высказаны некоторые гипотезы, объясняющие, как это могло происходить. В соответствии с одной гипотезой предполагалось, что магнитное поле звезды препятствует дальнейшему перемещению планет. Когда звезда находится в ранней стадии своего развития (молодая звезда), она окружена протопланетным диском из вещества. Вещество падает на звезду – процесс, который астрономы называют аккрецией, – но когда вещество наталкивается на магнитный пузырь, окружающий звезду, называемый магнитосферой, вещество вынуждено перемещаться вверх и огибать пузырь, падая на звезду сверху и снизу. Этот пузырь вполне мог быть тем препятствием, которое останавливает мигрирующие планеты, так утверждает эта гипотеза.
Другая гипотеза основывается на том, что планеты прекращают двигаться вперед, когда наталкиваются на пылевой край протопланетного диска.
«Эта гипотеза, по сути, утверждает, что пыль препятствует движению планеты непрерывно, пока планета не начнет падать на звезду»,– замечает соавтор Крис Билински (Chris Bilinski) из Университета штата Аризоны, город Тусон. «Образуется щель между звездой и внутренним краем ее пылевого диска, где, предположительно, планеты и прекращают мигрировать».
Но есть еще и третья гипотеза, которую исследователи считают верной и которая заключается в том, что миграция планеты прекращается, как только приливные силы звезды завершат свою работу по приданию круговой формы орбите планеты.
Для проверки этих и других возможных сценариев ученые подвергли тщательному изучению 126 подтвержденных планет и более 2300 кандидатов. Большинство кандидатов и некоторые из известных планет были идентифицированы в ходе миссии НАСА «Кеплер». Космический телескоп «Кеплер» обнаруживает планеты всех размеров и типов, включая каменистые, которые обращаются в таких зонах космического пространства, где условия благоприятствуют присутствию воды в жидком виде.
Ученые изучали, как изменяются расстояния до планет от их родительских звезд в зависимости от массы звезды. Оказывается, различные гипотезы, объясняющие причину остановки мигрирующих планет, отличаются своими прогнозами в отношении того, как масса звезды влияет на орбиту планеты. Гипотеза «приливных сил» предсказывала, что орбиты горячих Юпитеров более массивных звезд, в среднем, будут более удаленными.
Результаты исследования подтвердили гипотезу «приливных сил» и даже продемонстрировали большую корреляцию между массивными звездами и удаленными орбитами их планет, чем прогнозировалось.
На этом можно было бы поставить точку в деле выяснения «загадочного нечто», препятствующего миграции планет, но «путешествие» планет, само по себе, ставит множество вопросов. Вполне логично предположить, что когда газовые гиганты совершают марш-бросок внутрь своей звездной системы, они иногда сталкивают более мелкие каменистые планеты со своего пути, а вместе с этим лишают их всякого шанса на развитие жизни на них. К счастью, наш Юпитер не совершал вояж к Солнцу, и наша Земля пребывала в полном спокойствии. Больше таких исследований, как это, помогут объяснить эти и другие тайны планетной миграции.
Техническую статью “онлайн” версии можно найти, пройдя по ссылке http://iopscience.iop.org/0004-637X/769/2/86/.
Научно-исследовательский центр имени Эймса, НАСА, руководит разработкой наземной системы «Кеплер», обеспечением полета и анализом научных данных. Лаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния, руководит подготовкой миссии «Кеплер». Корпорация Ball Aerospace & Technologies Corp. в Боулдере, штат Колорадо, разработала систему космического летательного аппарата «Кеплер» и поддерживает обеспечение полета вместе с JPL в Лаборатории физики атмосферы и космоса при Университете Колорадо в Боулдере. Балтиморский институт исследований космоса с помощью космического телескопа создает архивы, поддерживает и распространяет научные данные программы «Кеплер». «Кеплер» – это десятая миссия НАСА в рамках программы открытий, которая финансируется Управлением научных программ НАСА при штаб-квартире в Вашингтоне.
Институт изучения экзопланет, НАСА, при Калифорнийском технологическом институте осуществляет руководство от имени НАСА по вопросам привязки места при установлении времени на телескопе Кека. JPL руководит бюро программы НАСА по исследованию экзопланет. Калифорнийский технологический институт осуществляет руководство JPL под эгидой НАСА.
Источник:
Свежие комментарии