Экзопланеты — увлекательная тема астрономии, особенно так называемые «Горячие Юпитеры». Это перегретые массивные миры, которые часто находятся на орбите очень близко к своим звездам — отсюда и название. Чрезвычайные гравитационные взаимодействия могут затянуть их прямо к звездам на протяжении миллионов лет. Однако некоторые горячие Юпитеры, похоже, вращаются быстрее, чем может объяснить гравитация.
WASP-12b — хороший пример одного из быстро вращающихся по спирали горячих Юпитеров. Примерно через три миллиона лет, благодаря орбитальному распаду, она станет единой со своей родительской звездой — желтым карликом. Обе являются частью тройной звездной системы, состоящей из двух красных карликов. Горячий Юпитер обращается вокруг карлика всего за один земной день на расстоянии около 3,5 миллионов километров. Это находится в пределах орбиты Меркурия вокруг Солнца. Благодаря этой орбите и гравитационному влиянию одна сторона планеты всегда обращена к звезде. Это нагревает только одну сторону и повышает температуру поверхности до 2200 C. В конечном итоге тепло перетекает на противоположную сторону, что вызывает сильные ветры в верхних слоях атмосферы. Планета не отражает много света, и астрономы описали ее как абсолютно черный мир.
Как будто все это не достаточно странно, гравитационное притяжение ближайшей звезды искажает этот горячий Юпитер, придавая ему яйцеобразную форму. Это также разрушает атмосферу планеты. Поэтому неудивительно, что астрономы описали WASP-12b как обреченную планету.
Что тянет горячие юпитеры?
Согласно традиционной теории, горячая планета-Юпитер, такая как WASP-12b, должна создавать сильные гравитационные приливные волны между собой и своими родительскими звездами. Эти волны передают энергию, которая притягивает планету. Это втягивает планету прямо в звезду. Такая огненная смерть определенно ждет WASP-12b в будущем. Но есть только одна проблема: он засасывается быстрее, чем могут объяснить гравитационные приливные волны. Что происходит?
Группа ученых из Даремского университета в Англии изучала WASP-12b и пришла к интересной идее. Что, если судьба этого горячего Юпитера определяется магнитными полями? Именно это предложил Крейг Дугид из Дарема в недавно опубликованной статье. Команда Дугида считает, что сильные магнитные поля внутри некоторых звезд могут рассеивать приливные волны, генерируемые вращающимися вокруг горячих Юпитеров.
Как это работает, пока полностью не подтверждено, но вот основная идея. Распространяющиеся внутрь внутренние гравитационные волны (ВГВ) (например, от близлежащего горячего Юпитера) движутся через звезду. В конце концов они попадают в магнитную внутреннюю часть звезды. Если это магнитное поле достаточно сильное, оно преобразует их в магнитные волны. Они движутся обратно наружу и в конечном итоге рассеиваются. Однако при этом рассеивание вызывает огромную утечку энергии. Результат все тот же, что и с гравитационными приливными волнами: горячий Юпитер теряет энергию и врезается в свою родительскую звезду. И это могло бы объяснить, почему некоторые горячие Юпитеры приближаются к своим звездам быстрее, чем ожидалось.
Изучение идеи магнитного механизма
В своей работе Дугид и его команда использовали модели звезд с конвективным ядром, например звезд F-типа с массой от 1,2 до 1,6 солнечных масс. Астрономы подозревают, что они испытывают слабое приливное рассеяние. Команда использовала известные свойства недр этих звезд, а также оценки их магнитных полей. Для этих звезд конвективное ядро является динамо-машиной, генерирующей магнитное поле. Хотя WASP-12 классифицируется как звезда типа G, она вписывается в исследование благодаря своей массе и радиусу, близкому к солнечной.
Итак, это просто гравитационные приливные волны, притягивающие планету, или же здесь может действовать предполагаемое действие магнитного поля? Дугид и его коллеги пришли к выводу, что идея магнитного поля вполне возможна. Они пишут: «Наш главный результат заключается в том, что этот ранее неизведанный источник эффективного приливного рассеяния может работать в звездах в этом диапазоне масс в течение значительной части их жизни. Этот механизм приливной диссипации, по-видимому, согласуется с наблюдаемой спиралью WASP-12b и в более общем плане может играть важную роль в орбитальной эволюции горячих юпитеров – и планет с ультракоротким периодом меньшей массы – вращающихся вокруг звезд F-типа. »
Нужно больше данных о горячих юпитерах
Это интересный результат. В архивах экзопланет имеется очень много горячих юпитеров просто потому, что их легче всего наблюдать. Некоторые из них развиваются быстрее, чем ожидалось. Это заставляет авторов предположить, что дополнительные исследования звезд подобного типа и их горячих юпитеров могли бы подтвердить магнитный механизм. Кроме того, будущие наблюдения могут помочь астрономам понять теорию приливных волн и наложить некоторые ограничения на типы звезд, в которых она будет действовать.
Для дополнительной информации
Ученые объяснили, почему некоторые экзопланеты движутся по спирали к своим звездам
Эффективный механизм приливной диссипации посредством звездных магнитных полей
