Система WASP-132 содержит Горячий Юпитер (на переднем плане), внутреннюю суперземлю (на данном этапе она проходит перед оранжевой родительской звездой) и планету WASP-132d, обнаруженную за пределами системы. Фото: Тибо Роже, Женевский университет.
Горячие Юпитеры — это планеты-гиганты, первоначально известное, что они вращались только по орбите вблизи своей звезды. Считалось, что во время миграции к своей звезде эти планеты аккрецировали или выбрасывали любые другие присутствующие планеты. Однако недавние наблюдения опровергли эту парадигму, и последний удар может нанести новое исследование, проведенное Женевским университетом (UNIGE).
Команда, включающая Национальный центр компетенции в области исследований (NCCR) PlanetS, университеты Берна (UNIBE) и Цюриха (UZH), а также несколько зарубежных университетов, только что объявила о существовании планетной системы WASP-132 с неожиданной архитектурой. Он содержит не только Горячий Юпитер, но также внутреннюю Суперземлю и ледяную планету-гигант.
Эти результаты опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysicals.
Горячие Юпитеры — это планеты с массой, близкой к массе Юпитера, но вращающиеся вокруг своей звезды на гораздо меньшем расстоянии, чем Меркурий от Солнца. Этим планетам-гигантам сложно сформироваться там, где их наблюдают, поскольку вблизи звезды недостаточно газа и пыли. Поэтому они должны образоваться вдали от него и мигрировать по мере развития планетной системы.
До недавнего времени астрономы наблюдали, что Горячие Юпитеры изолированы вокруг своей звезды и в их окрестностях нет других планет. Это наблюдение казалось тем более убедительным, что существовала теория, объясняющая его. Процессы, связанные с миграцией планет-гигантов к своей звезде, приводят к аккреции или выбросу любых планет, находящихся на внутренней орбите. Но недавние наблюдения предполагают другие сценарии.
Команда, возглавляемая кафедрой астрономии факультета естественных наук UNIGE в партнерстве с UNIBE и UZH, в рамках NCCR PlanetS, а также с другими международными учреждениями, такими как Университет Уорика, только что подтвердила эту тенденцию.
Ученые обнаружили существование многопланетной системы, состоящей из Горячего Юпитера, внутренней СуперЗемли (даже ближе к звезде, чем горячий Юпитер) и внешней массивной планеты-гиганта (намного дальше от звезды, чем Горячий Юпитер). Если Горячие Юпитеры не всегда одиноки в своей планетной системе, то процесс их миграции должен быть иным, чтобы сохранить архитектуру системы.
Уникальная многопланетная система
Система WASP-132 — уникальная многопланетная система. В нем находится Горячий Юпитер, который обращается вокруг своей звезды за семь дней и три часа; Супер-Земля (каменистая планета, в шесть раз превышающая массу Земли), которая обращается вокруг звезды всего за 24 часа 17 минут; и гигантская планета (в пять раз массивнее Юпитера), которая обращается вокруг родительской звезды за пять лет.
Кроме того, на очень большом расстоянии вращается гораздо более массивный спутник, вероятно, коричневый карлик (небесное тело, масса которого находится между массой планеты и звезды).
«Система WASP-132 — замечательная лаборатория для изучения формирования и эволюции многопланетных систем. Открытие Горячего Юпитера рядом с внутренней Суперземлей и далекой планетой-гигантом ставит под сомнение наше понимание формирования и эволюции многопланетных систем. эти системы», — говорит Франсуа Буши, доцент кафедры астрономии факультета естественных наук UNIGE и соавтор исследования.
«Мы впервые наблюдаем такую конфигурацию», — добавляет Солен Ульмер-Молл, научный сотрудник UNIGE и UNIBE на момент исследования и соавтор статьи.
18 лет наблюдений
Для экзопланетологов история звезды WASP-132 началась в 2006 году в рамках программы широкоугольного поиска планет (WASP).
В 2012 году накопление более 23 000 фотометрических измерений позволило идентифицировать кандидата на планеты WASP-132b с радиусом в 0,87 радиуса Юпитера и орбитальным периодом 7,1 дня.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте обновления о прорывах, инновациях и важных исследованиях — ежедневно или еженедельно.
В 2014 году спектрограф CORALIE, установленный на швейцарском телескопе Эйлера и возглавляемый UNIGE, начал кампанию по наблюдению за этим кандидатом.
В 2016 году существование WASP-132b было подтверждено, и его масса составила 0,41 массы Юпитера. Более того, измерения CORALIE указывают на наличие еще одной планеты-гиганта с очень длительным периодом существования.
Вокруг этой же звезды в конце 2021 года космический телескоп TESS зафиксировал сигнал транзитной Суперземли диаметром 1,8 земного радиуса и периодом всего 1,01 дня.
В первой половине 2022 года спектрограф HARPS в обсерватории Ла Силья измерил массу этой Супер-Земли, которая в шесть раз превышает массу Земли, в рамках программы Дэвида Армстронга из Уорикского университета.
«Обнаружение внутренней Суперземли было особенно захватывающим», — объясняет Нолан Гривс, постдокторант кафедры астрономии факультета естественных наук UNIGE на момент исследования и первый автор статьи.
«Нам пришлось провести интенсивную кампанию с использованием HARPS и оптимизированной обработки сигналов, чтобы охарактеризовать ее массу, плотность и состав, обнаружив планету с плотностью, аналогичной плотности Земли».
Однако наблюдения WASP-132 еще не закончены, поскольку спутник ЕКА Гайя измеряет мельчайшие изменения в положениях звезд с 2014 года с целью выявить их планетарных спутников и внешних коричневых карликов.
Новое понимание формирования планет
Открытие внешней холодной планеты-гиганта и внутренней Супер-Земли усложняет систему WASP-132. Стандартная гипотеза миграции в результате динамического возмущения Горячего Юпитера внутрь не верна, поскольку это дестабилизировало бы орбиты двух других планет.
Вместо этого их присутствие предполагает более стабильный и динамически «прохладный» путь миграции горячего Юпитера в протопланетный диск, сохраняющий своих соседей.
Сочетание точных измерений радиуса и массы также позволило определить плотность и внутренний состав планет. Горячий Юпитер WASP-132b демонстрирует обогащение тяжелыми элементами примерно на 17 масс Земли, что согласуется с моделями формирования газовых гигантов. Суперземля имеет состав, в котором преобладают металлы и силикаты, который очень похож на состав Земли.
«Сочетание Горячего Юпитера, внутренней Супер-Земли и внешней планеты-гиганта в одной системе создает важные ограничения для теорий формирования планет и, в частности, процессов их миграции», — заключает Равит Хеллед, профессор UZH и соавтор. исследования.
«WASP-132 демонстрирует разнообразие и сложность многопланетных систем, подчеркивая необходимость очень долгосрочных и высокоточных наблюдений».
Информация от: Женевским университетом
