Новости

«Невероятно, что мы смогли это сделать»: астрономы нашли сплющенную планету

Ученые объяснили форму экзопланеты, похожей на мяч для регби

Слушать
Остановить
Международная группа европейских исследователей изучила сверхгорячую экзопланету, форма которой сильно искажена приливной деформацией, вызванной гравитацией ее родительской звезды. Найденная планета — «горячий Юпитер» WASP-103b — по своим очертаниям больше напоминает мяч для игры в регби, чем обычный шар. Это первый случай, когда приливная деформация обнаружена напрямую по транзитной кривой блеска экзопланеты.

Планета находится на расстоянии свыше 1000 световых лет от Земли в созвездии Геркулеса, по своим размерам она почти в два раза превосходит Юпитер, а масса ее в 1,5 раза больше юпитерианской. Ее необычный вид вызван приливной деформацией, сообщила группа европейских исследователей под руководством Сусаны Баррос из португальского Института астрофизики и космических исследований в статье в журнале Astronomy and Astrophysics.

Согласно новому исследованию, форма WASP-103b связана с тем, что планета растягивается гравитационными силами родительской звезды. Сама экзопланета WASP-103b была обнаружена еще в 2014 году, она считается «горячим Юпитером», потому что обращается вокруг своей родительской звезды всего за один земной день и подвергается воздействию интенсивного звездного излучения и сильной гравитации. Испытываемые планетой приливные силы аналогичны тем, что вызывает Луна в земных океанах, однако все это происходит в гораздо более экстремальной форме.

Родительская звезда WASP-103 по своим размерам и массе немного превосходит Солнце: ее масса равна 1,22 солнечной, а диаметр составляет 1,43 диаметра Солнца. При этом звезда немного моложе Солнца, ее возраст — 4±1 млрд лет.

«Из-за крайней близости этой планеты к своей звезде мы и раньше подозревали, что там образуются весьма мощные приливы, однако прежде мы не могли это проверить», — говорит соавтор исследования Ян Алиберт, профессор астрофизики из Бернского университета в Швейцарии. Новые наблюдения WASP-103b были проведены с помощью европейского космического телескопа CHaracterising ExOPlanets Satellite (CHEOPS), который был запущен 18 декабря 2019 года в связке с ракетой «Союз-2» и разгонным блоком «Фрегат» с космодрома Куру.

Исследователи использовали также данные от давно работающего космического телескопа NASA Hubble и инфракрасного космического телескопа Spitzer, который прекратил свою работу год назад. Эти инструменты позволили получить информацию о нескольких транзитах, то есть прохождениях планеты по звездному диску с точки зрения земного наблюдателя.

«После наблюдений за несколькими транзитами мы смогли измерить степень деформации планеты. Это кажется невероятным, но мы смогли это сделать — и такой анализ был проведен впервые», — утверждает еще один соавтор исследований Бабатунде Акинсанми.

Транзиты позволили ученым также получить некоторые данные о внутреннем строении планеты, которая представляет собой газовый гигант, похожий на Юпитер в Солнечной системе. При этом использовались параметры, именуемые «числами Лава» — по имени британского математика Огастеса Эдварда Хафа Лава, известного своими трудами по теории упругости и теории приливных волн, — чтобы показать, как внутри WASP-103b распределена масса. Впрочем, ученые указывают, что необходимы дополнительные наблюдения для уточнения этих параметров. «Мы оцениваем радиальное число Лава WASP-103b как hf = 1,59 −0,53 +0,45», – пишут авторы исследования. Достоверность полученного результата пока не очень высокая — на уровне трех сигм.

«Степень деформации объекта зависит от его состава, — объясняет Акинсанми. — Мы можем отчетливо наблюдать земные приливы в океанах, однако твердая поверхность при этом сохраняет видимую неподвижность. Поэтому измерив, насколько планета деформирована, мы можем определить, какая ее часть может состоять из твердого вещества, а какая из газа или воды».

Высокая точность CHEOPS в сочетании с гибкостью его настроек позволили этому недорогому спутнику обнаружить еле заметный сигнал приливной деформации WASP-103b. «Невероятно, что CHEOPS действительно сумел выявить эту небольшую деформацию, — отмечает Жак Ласкар из Парижской обсерватории и соавтор исследования. — Это первый раз, когда такой анализ был проведен, и мы можем надеяться, что наблюдения в течение более длительного времени позволят увеличить точность полученных данных и приведут к лучшему пониманию внутренней структуры планеты». Этот прогноз содержится в пресс-релизе, размещенном на портале Европейского космического агентства.

В дальнейшем ученые надеются на дополнительные наблюдения, проводимые как с помощью CHEOPS, так и, возможно, посредством недавно запущенного космического телескопа NASA James Webb, чтобы уточнить числа Лава и связанную с ними приливную деформацию и внутреннюю структуру WASP-103b. Ожидается, что James Webb начнет проводить научные наблюдения летом, однако на время его работы претендуют очень многие научные коллективы, так что в этом смысле ожидается самая жесткая конкуренция.

Загрузка