Откриха „горещ Юпитер“, който обикаля звездата си за 18 часа

Имаме нов рекорд. На разстояние около 1060 светлинни години газов гигант, наречен NGTS-10b, се върти около звездата си толкова близо и с такава скорост, че завършва цяла орбита само за 18,4 часа.

Това е толкова близо, колкото планетата може да стигне до своята звезда, без да бъде разкъсвана от гравитационните й сили.

Астрономите обаче са преценили, че екзопланетата се върти спирално към звездата и ще пресече тази точка на разкъсване – наречена граница на Рош – само след 38 милиона години. С други думи, планетата е обречена.

Откритието превръща тази слънчева система в невероятна лаборатория за изучаване на приливни взаимодействия между звезда и опасно близка гигантска екзопланета. В изданието arXiv е публикувана статия, описваща екзопланетата, която принадлежи към типа горещ Юпитер.

Горещ Юпитер са завладяващи екзопланети. Както подсказва името, те са газови гиганти като Юпитер; за разлика от Юпитер обаче, те обикалят много близо до своите звезди, с орбитални периоди по-малко от 10 дни. Това е, което ги прави „горещи“.

Според съвременните модели за формиране на планети, технически горещите Юпитери не трябва да съществуват. Според теорията, един газов гигант не може да се образува толкова близо до звездата си, защото гравитацията, радиацията и силните звездни ветрове трябва да пречат газа да се скупчи.

На пук на теорията обаче, те съществуват. От над 4000 потвърдени екзопланети открити до момента, до 337 вероятно са от типа горещи Юпитери. Смята се, че те се образуват по-далеч в своите планетарни системи, след което мигрират навътре към звездата.

Може да не знаем много за техните мистериозни раждания, но горещите Юпитери, които са особено близки до техните звезди, могат да ни разкажат много за гравитационните взаимодействия между звезда и планета. Следователно те са сред най-изследваните екзопланети в галактиката.

Преди това последно откритие, само шест от тези загадъчни газови гиганти някога са били открити с орбитален период по-малък от един ден – WASP-18b (22.6 часа), WASP-19b (18.9 часа), WASP-43b (19.5 часа) , WASP-103b (22.2 часа), HATS-18b (20.1 часа) и KELT-16b (23.3 часа).

NGTS-10b, открит с помощта на наземното проучване за транзит на следващото поколение в Паранал, Чили, е седмият от тези ултра-близки горещи юпитери и има най-краткия орбитален период от всички тях.

Между 21 септември 2015 г. и 14 май 2016 г. един телескоп наблюдава звездата, известна сега като NGTS-10, през 237 нощи. Проучването все още не е официално обявено за оперативно, но е обхванало 220 918 по 10-секундни експозиции на звездата по време на тази фаза на въвеждане в експлоатация.

Изглеждаше като сравнително незабележителна звезда – на възраст около 10 милиарда години оранжева звезда от тип К, малко под 70 процента от размера и масата на Слънцето.

Но по-внимателен поглед върху тези изображения разкри, че звездата се затъмнява леко на всеки 18,4 часа. Така че международен екип от астрономи, ръководен от Джеймс Маккормак от Университета в Уорик, започна да работи, използвайки тези данни и допълнителни наблюдения, за да характеризира екзопланетата, отговорна за затъмняването.

Те определиха, че NGTS-10b е малко над 1,2 пъти по-голям от Юпитер и има малко над 2,1 пъти по-голяма от неговата маса. И тя обикаля в орбита около звездата, която е 1.46 пъти по-голяма от радиуса на Рош – което означава, че е точно на прага (в космическо време) на опустошението което ще причини гравитацията.

При такава близост до звездата, въпреки че все още не е достатъчно близо, за да издърпа NGTS-10b, екзопланетата ще бъде сплескана на полюсите, тъй като гравитацията на звездата я издърпва и нейната форма става сплескана сфероида, а не хубава, пълна кръгла сфера.

Екипът вече е толкова сигурен, колкото може да бъдем при подобни обстоятелства, че екзопланетата съществува. Проблемът е, че светлината от съседните звезди затруднява възможността да се изчисли точно разстояние до NGTS – 10.

Разстоянието от 1,060 светлинни години е изчислено въз основа на данните на Gaia, най-точната триизмерна карта на галактиката Млечен път до момента, но все още има граница за грешка. Ако разстоянието е неправилно, това може да означава, че някои от данните за размера и масата на обектите може също да са малко погрешни.

Този проблем може да бъде решен чрез изучаване на следващото публикуване на данни от Gaia, поради спад в партидите през 2020 и 2021 година.

Междувременно продължителните наблюдения на системата могат да разкрият орбиталния разпад на екзопланетата. Екипът прогнозира, че орбитата ще се съкрати със 7 секунди още през следващите 10 години. Ако астрономите могат да получат достатъчно точни измервания на системата, те могат да видят това да се случва.

Изследването е изпратено до Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.