Новое открытие меняет представление об архитектуре планетных систем
Не все горячие юпитеры вращаются в одиночку
Считается, что горячие юпитеры вращаются по орбите в одиночку вблизи своей звезды, аккрецируя любые другие планеты. Это наблюдение было более убедительным, потому что существовала теория, поддерживающая его. Теория гласит, что когда гигантские планеты приближаются к своей звезде, они либо поглощают, либо выбрасывают любые планеты на внутренних орбитах.
Однако новое исследование, проведенное учеными из Женевского университета (UNIGE), Национального центра компетенции в области исследований (NCCR) PlanetS, Бернского университета (UNIBE) и Цюрихского университета (UZH), опровергает эту теорию. Оно предполагает, что горячие юпитеры не выбрасывают своих планетарных соседей систематически во время миграции.
Ученые обнаружили многопланетную систему — WASP-132 — с горячим юпитером, суперземлей, которая находится ближе к звезде, чем горячий юпитер, и массивной гигантской планетой, которая находится дальше от звезды. Это означает, что горячие юпитеры не всегда «живут» в одиночестве, что предполагает, что их процесс миграции должен отличаться, чтобы сохранить структуру системы нетронутой.
В системе WASP-132 находятся горячий юпитер, суперземля и еще одна гигантская планета. Горячий юпитер совершает оборот вокруг звезды за 7 дней и 3 часа. Суперземля, каменистая планета, масса которой в шесть раз больше массы Земли, совершает оборот вокруг звезды всего за 24 часа и 17 минут. Гигантская планета, масса которой в пять раз больше массы Юпитера, совершает оборот вокруг звезды-хозяина за пять лет.
«Система WASP-132 — замечательная лаборатория для изучения формирования и эволюции многопланетных систем. Открытие горячего юпитера рядом с внутренней суперземлей и далекой гигантской планетой ставит под сомнение наше понимание формирования и эволюции этих систем», — говорит Франсуа Буши, доцент кафедры астрономии факультета естественных наук UNIGE и соавтор исследования.
Звезда WASP-132 была обнаружена в 2006 году в рамках программы Wide-Angle Search for Planets (WASP). В 2012 году более 23 000 измерений выявили кандидата в планеты WASP-132b с радиусом в 0,87 радиуса Юпитера и орбитой в 7,1 дня.
В 2014 году спектрограф CORALIE начал его мониторинг, и к 2016 году была подтверждена WASP-132b с массой 0,41 массы Юпитера. CORALIE также указал на еще одну гигантскую планету с длинной орбитой.
В конце 2021 года космический телескоп TESS обнаружил Суперземлю вблизи той же звезды, с диаметром в 1,8 раза больше земного и орбитой 1,01 дня. В начале 2022 года спектрограф HARPS измерил массу этой Суперземли, определив, что она в шесть раз больше массы Земли.
Наблюдения за WASP-132 продолжаются с помощью телескопа Gaia Европейского космического агентства, который измеряет изменения положения звезд для поиска планет-компаньонов и коричневых карликов.
Открытие внешней холодной гигантской планеты и внутренней Суперземли добавляет сложности системе WASP-132. Стандартная идея о том, что миграция горячего юпитера нарушит другие планеты, здесь не работает. Вместо этого их присутствие предполагает стабильный путь миграции горячего юпитера в протопланетном диске, что позволяет ему сосуществовать со своими соседями.
Точные измерения позволили выявить плотность и внутренний состав этих планет. Горячий юпитер WASP-132b обогащен тяжелыми элементами примерно на 17 масс Земли, что соответствует моделям формирования газовых гигантов. Состав суперземли в основном состоит из металлов и силикатов, аналогично земному.
Равит Хеллед, профессор и соавтор исследования, говорит, что объединение горячего юпитера, внутренней суперземли и внешней гигантской планеты в одной системе дает важные сведения о процессах формирования и миграции планет. Система WASP-132 подчеркивает необходимость долгосрочных высокоточных наблюдений для понимания разнообразия и сложности многопланетных систем.
Исследование было опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.