Вычислено загадочное вращение экстрасолнечной планеты

Экзопланета HAT-P-7b вращается вокруг своей родительской звезды по аномальной орбите, которую ещё предстоит объяснить. Об этом в один голос говорят два независимых исследования, проведённых астрономами США и Японии.

Джошуа Уинн объясняет, как при помощи эффекта воздействия транзита планеты на спектр звезды определить наклон орбиты изучаемого тела (фото Donna Coveney).
Джошуа Уинн объясняет, как при помощи эффекта воздействия транзита планеты на спектр звезды определить наклон орбиты изучаемого тела (фото Donna Coveney).

Одна из работ велась группой специалистов из нескольких американских университетов и институтов, а возглавлял её Джошуа Уинн (Joshua N. Winn) из Массачусетского технологического института. Вторая группа – это учёные из ряда японских учреждений, лидер команды — Норио Нарита (Norio Narita) из Национальной обсерватории Японии (NAOJ).

С момента открытия HAT-P-7b в 2008 году оба коллектива пытались вычислить различные параметры её орбиты. Изначально было известно, что данная планета — горячий Юпитер с поперечником и массой, равными примерно 1,4 и 1,8 диаметра и масс Юпитера соответственно. Она обращается вокруг своего солнца по очень короткой орбите (с периодом 2,2 дня), так что на поверхности царит жара в 2730 кельвинов. Но вот тонкости обращения удалось вычислить сравнительно недавно.

Эффект Росситера – Маклафлина. По мере вращения звезды (жёлтый круг) вокруг своей оси её приближающийся к наблюдателю край производит синее смещение в спектре, а удаляющийся – красное. В целом они компенсируются, хотя приводят к расширению спектральных линий. Но если по диску солнца проходит планета (синий кружок), то в первой фазе транзита она блокирует часть "синих" лучей, а во второй фазе – толику "красных", поскольку обычно обегает своё светило в том же направлении, в котором вращается сама звезда.Этот эффект производит в начале транзита соответственно красное смещение в спектре, а в конце транзита – синее. Для наблюдателя они проявляются как кажущееся изменение в радиальной скорости звезды (её и определяют по спектру), которая на самом деле постоянна (иллюстрация с сайта wikipedia.org).
Эффект Росситера – Маклафлина. По мере вращения звезды (жёлтый круг) вокруг своей оси её приближающийся к наблюдателю край производит синее смещение в спектре, а удаляющийся – красное. В целом они компенсируются, хотя приводят к расширению спектральных линий. Но если по диску солнца проходит планета (синий кружок), то в первой фазе транзита она блокирует часть "синих" лучей, а во второй фазе – толику "красных", поскольку обычно обегает своё светило в том же направлении, в котором вращается сама звезда.
Этот эффект производит в начале транзита соответственно красное смещение в спектре, а в конце транзита – синее. Для наблюдателя они проявляются как кажущееся изменение в радиальной скорости звезды (её и определяют по спектру), которая на самом деле постоянна (иллюстрация с сайта wikipedia.org).

Во время очередного транзита HAT-P-7b по диску своей звезды астрономы с высокой точностью измерили так называемый эффект Росситера – Маклафлина (Rossiter-McLaughlin effect).

Так выяснилось, что HAT-P-7b генерирует синее смещение в спектре своей звезды в начале транзита и красное — в конце, то есть в прямо противоположном порядке, нежели другие экстрасолнечные планеты.

А это говорит о том, что угол между экватором звезды и плоскостью орбиты горячего Юпитера составляет минимум 86 градусов, — гласит пресс-релиз Массачусетского технологического, а максимум — 180 градусов. Это по измерениям американцев. Важно, однако, что независимые вычисления японской команды дали близкие результаты.

"Существует большой диапазон неопредёленности, потому что мы не измеряем истинный угол между орбитой и экватором звезды, — объясняет Уинн. — Вместо этого мы можем только измерить угол таким, каким мы его видим с нашей точки зрения на Земле". И поскольку неизвестно, каков наклон оси вращения звезды к нашей линии визирования, получается столь большой разброс параметров орбиты газового гиганта.

Таким образом, наблюдаемая аномалия в эффекте Росситера – Маклафлина может быть объяснена двояко: либо планета вращается в плоскости, проходящей почти точно через полюса родительской звезды, либо она обращается примерно в плоскости звёздного экватора, но в направлении, обратном вращению самого солнца. Если это так, то HAT-P-7b станет второй известной планетой с ретроградной орбитой.

Два возможных варианта орбиты HAT-P-7b: вверху – обращение практически через полюса родительской звезды, внизу – ретроградное обращение почти в экваториальной плоскости (иллюстрации Simon Albrecht).
Два возможных варианта орбиты HAT-P-7b: вверху – обращение практически через полюса родительской звезды, внизу – ретроградное обращение почти в экваториальной плоскости (иллюстрации Simon Albrecht).

Такая аномалия (или почти 90 градусный наклон орбиты, или ретроградное обращение) ставит ряд интересных вопросов. Скажем, расположение планет в нашей системе почти в одной плоскости и обращение их в правильном направлении давным-давно натолкнуло учёных на идею, что планеты и сама звезда формируются из единого вращающегося газопылевого облака. Но насколько такая картина эволюции типична? Является ли наша система нормой или нет? А открытые планеты с аномальными орбитами — насколько часто они встречаются в Галактике?

Объяснить странное поведение HAT-P-7b могло бы, к примеру, гравитационное воздействие других планет в той же системе, которые уже после своего рождения и создания системы (не слишком стабильной, хаотичной) постепенно сместили плоскость орбиты HAT-P-7b путём гравитационного взаимодействия. Но другие планеты у этой звезды пока не открыты. Есть ещё вариант со звездой-компаньоном, но опять-таки — её нет. Может, когда-то две звезды сблизились (что повлияло на вращение планеты), а потом разошлись?

Астрономам ещё предстоит разобраться с загадкой HAT-P-7b. Её объяснение поможет в понимании закономерностей рождения и последующей эволюции планетарных систем в целом.

Кстати, если говорить о вероятности генерации столь странных орбит, следует указать, что из открытых на данный момент 400 с лишним планет вне Солнечной системы только 60 проходят транзитом по диску своей звезды. Команда Уинна последовательно проводила измерения их всех по списку, и "счастливая" для астрономов HAT-P-7b была всего 15-й.

Статья американской команды вышла в Astrophysical Journal, а материал японцев — в Publications of Astronomical Society of Japan.






Интересные новости
NASA отримало фінальне повідомлення від марсіанського вертольота, але він ще живийNASA отримало фінальне повідомлення від марсіанського вертольота, але він ще живий
Проливає світло на появу води на Землі: вчені вивчили знаменитий метеоритПроливає світло на появу води на Землі: вчені вивчили знаменитий метеорит
Стоунхендж може бути пов'язаний із рідкісним місячним явищем: що з'ясували вченіСтоунхендж може бути пов'язаний із рідкісним місячним явищем: що з'ясували вчені
Блок рекламы


Похожие новости

NASA TESS передала пятитысячного «кандидата в экзопланеты» на ЗемлюNASA TESS передала пятитысячного «кандидата в экзопланеты» на Землю
Новый метод поможет находить похожие на Татуин планеты в двойных звездных системах
Астрономы впервые обнаружили признаки планеты в трёхзвёздной системе
Пармастега — древнейшее четвероногое нашей планеты
Камеры марсохода Perseverance играют важнейшую роль в исследовании Красной планеты
Квантовая визуализация поможет искать экзопланеты
Марсианский вертолёт Ingenuity успешно совершил 13-й полёт над поверхностью Красной планеты
Термоядерный реактор помогает создавать тепловые экраны для миссий на Венеру, Юпитер и другие планеты
В атмосфере экзопланеты впервые обнаружили и измерили следы изотопов
Китайский марсоход показал 5 новых снимков Красной планеты
Последние новости

Подгружаем последние новости