Предпринята попытка объяснения ретроградного вращения планет

Учёные под руководством Норио Нариты (Norio Narita) из Национальной астрономической обсерватории Японии при помощи телескопа «Субару» смогли выяснить, что планетная система HAT-P-7, расположенная на удалении 1 040 световых лет от Земли в созвездии Лебедя, имеет одну планету с ретроградной орбитой. Причём похоже, что именно эта система несёт в себе ключ к пониманию того, как планеты с такой орбитой вообще могут существовать.

Система HAT-P-7. (Здесь и ниже иллюстрации NAOJ.)

Несколько упрощая, можно сказать, что, согласно современной теории звездообразования, при коллапсе газового облака, из которого формируются планетные системы, образующий облако материал принимает форму диска, бóльшая часть вещества которого обращается вокруг общего центра в одном направлении. Такое развитие событий кажется неизбежным: при «схлопывании» газового облака угловой момент сохраняется — а значит, направление вращения больших масс не может поменяться на противоположное.

Но три года назад группа г-на Нариты обнаружила первые «горячие Юпитеры», у которых совершенно точно наблюдалось невиданное в нашей системе ретроградное движение — вращение вокруг своей звезды в противоположном направлении. Это сильно осложняет жизнь вышеупомянутой теории. В довольно острой форме встаёт неприятный вопрос: куда девается угловой момент вещества таких планет? Хуже того: гравитационное взаимодействие со звездой и другими планетами должно постоянно «тормозить» вращение такой планеты с ретроградной орбитой. Иными словами, если бы такая белая ворона и возникла однажды, не ясно, как бы она смогла поддерживать своё «неправильное» вращение в море «враждебных» гравитационных сил.

Если вы посмотрите на планеты Солнечной системы от Северного полюса Земли, то заметите, что все они вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки и единообразно. То есть у нас тел с ретроградной орбитой нет.

В системе HAT-P-7, кроме одноимённой звезды спектрального класса F8, есть ранее ускользавшая от внимания астрономов звезда-компаньон HAT-P-7B, отрытая последними наблюдениями группы Норио Нариты. Кроме того, там есть гигантская планета HAT-P-7c, вращающаяся вокруг своего светила по довольно широкой орбите, и ещё один «Юпитер», HAT-P-7b, вращающийся ещё ближе к своей звезде. Компаньон движется вокруг HAT-P-7 за пределами орбит обеих планет на удалении в 1 200 а. е.

Японские исследователи предполагают, что открытие звезды-компаньона и планеты с нормальный орбитой способно объяснить факты наблюдения ретроградной орбиты у HAT-P-7b. Как они считают, здесь проявляется эффект Лидова — Козаи. А именно: сначала гравитация второй звезды на внешней орбите привела к последовательной миграции самой внешней из планет HAT-P-7c по механизму Козаи внутрь системы; когда орбита HAT-P-7c в достаточной степени наклонилась, посредством того же механизма она стала влиять на орбиту внутренней планеты HAT-P-7b; однако здесь влияние того же эффекта оказалось иным, так как движение внешней планеты не было естественным, а, напротив, являлось продуктом внешнего влияния. Именно так HAT-P-7b получила ретроградную орбиту. А последующее воздействие на неё HAT-P-7c препятствовало её нормализации в дальнейшем.

Отчёт об исследовании опубликован в Publications of the Astronomical Society of Japan, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Phys.Org.