TOI-1355 b открывает окно в историю миграции горячих Юпитеров

Ученые из Токийского университета обнаружили редкую экзопланету TOI-1355 b — горячий Юпитер с вытянутой орбитой, вращающийся вокруг очень горячей звезды. Исследование опубликовано в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.

Горячие Юпитеры — это планеты, похожие на наш Юпитер по массе, но расположенные так близко к своей звезде, что год на них длится всего несколько земных суток. Их уже открыли сотни, и почти все они движутся по почти идеально круглым орбитам. Но экзопланета TOI-1355 b выбивается из этого правила: ее орбита заметно вытянута. Это делает ее одной из немногих известных планет такого типа, и, возможно, ключом к пониманию того, как горячие Юпитеры вообще попадают так близко к своим звездам.

Команда Норихару Ватанабе и профессора Норио Нариты из Высшей школы искусств и наук Токийского университета изучает экзопланеты, которые не похожи ни на что в нашей Солнечной системе. Их внимание привлекла звезда TOI-1355, расположенная в поле зрения космического телескопа TESS. Эта звезда относится к типу A, она заметно горячее нашего Солнца: ее температура около 8400 градусов Цельсия против примерно 5500 у солнечной поверхности. Планет вокруг таких горячих звезд известно пока немного, и почти все они движутся по круговым орбитам. Поэтому когда астрономы заметили, что вторичное затмение — момент, когда планета скрывается за звездой, происходит раньше, чем должно было бы при круговой орбите, они начали детальное исследование.

Наблюдения с TESS и наземных телескопов позволили измерить, как планета заслоняет свет звезды во время транзита, а данные высокоразрешающего спектрографа Seimei/GAOES-RV помогли определить массу и параметры самой звезды. Так удалось выяснить, что TOI-1355 b — это горячий Юпитер с массой и радиусом, сравнимыми с юпитерианскими, который совершает полный оборот вокруг своей звезды примерно за 2,17 земных суток. Но главное в том, что его орбита оказалась эксцентричной, то есть заметно отклоняющейся от круга. Для горячих Юпитеров это большая редкость.

Почему это важно? Считается, что горячие Юпитеры не рождаются там, где мы их видим. Они формируются гораздо дальше от звезды, а потом по какой-то причине мигрируют внутрь системы. Один из возможных сценариев так называемая миграция с высокой эксцентричностью: планета сначала приобретает сильно вытянутую орбиту из-за гравитационного взаимодействия с другими крупными телами в системе, а затем постепенно приближается к звезде, и ее орбита становится более круглой под действием приливных сил. Если это так, то эксцентричная орбита TOI-1355 b показывает как бы фотографию переходного момента. Планета еще не успела окончательно «успокоиться» и выйти на круговой путь.

Есть у этой истории и неожиданный поворот. Измеряя, насколько центр транзита планеты смещен относительно центра диска звезды, исследователи заметили признаки прецессии узлов. Говоря проще, плоскость орбиты планеты медленно поворачивается со временем. Это означает, что транзит TOI-1355 b перестанет быть видимым с Земли примерно с середины 2033 года. Планета все еще будет там, но ее путь больше не будет пересекать диск звезды с нашей точки зрения. Так что у астрономов остается не так много времени, чтобы изучать эту систему в транзитном режиме.

Несмотря на это, TOI-1355 b уже сейчас представляет интерес для будущих наблюдений. В данных есть намек на изменчивость атмосферы планеты, что делает ее заманчивой целью для космического телескопа Джеймс Уэбб. Команда также готовит вторую статью, посвященную тому, насколько орбита планеты наклонена относительно вращения звезды. Это поможет лучше понять, как именно проходила миграция и какие процессы управляют судьбами горячих Юпитеров у самых горячих звезд.

В результате открытие TOI-1355 b подтверждает, что горячие Юпитеры у горячих звезд могут переживать драматическую динамическую миграцию с высокой эксцентричностью, а обнаруженная прецессия орбиты делает эту систему еще и редкой мишенью, доступной для наблюдений лишь до 2033 года, но крайне ценной для изучения атмосфер экзопланет в ближайшем будущем.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях