|
Яркие звезды могут лишить экзопланеты их скалистых ядер
|
|
|
|
За последние 25 лет астрономы обнаружили тысячи экзопланет вокруг звезд в нашей галактике, но более 99% из них вращаются вокруг меньших звезд — от красных карликов до звезд чуть более массивных, чем наше Солнце, которое считается звездой среднего размера. Немногие из них были обнаружены вокруг еще более массивных звезд, таких как звезды А-типа — яркие голубые звезды, в два раза больше Солнца, — и большинство наблюдаемых экзопланет имеют размер Юпитера или больше. Некоторые из самых ярких звезд на ночном небе, такие как Сириус и Вега, относятся к звездам А-типа. Астрономы из Калифорнийского университета в Беркли теперь сообщают о новой планете размером с Нептун, называемой HD 56414 b, вокруг одной из этих быстро горящих, но недолговечных звезд А-типа, и дают намек на то, почему так мало газовых гигантов меньшего размера. чем Юпитер, были замечены вокруг 1% самых ярких звезд в нашей галактике.
|
|
|
|
Современные методы обнаружения экзопланет легче всего находят планеты с короткими и быстрыми периодами обращения вокруг своих звезд, но у этой недавно обнаруженной планеты более длительный период обращения, чем у большинства обнаруженных на сегодняшний день. Исследователи предполагают, что планета размером с Нептун, которую легче найти, расположенная ближе к яркой звезде типа А, быстро лишится своего газа из-за резкого звездного излучения и превратится в необнаружимое ядро. Хотя эта теория была предложена для объяснения так называемых горячих пустынь Нептуна вокруг более красных звезд, было неизвестно, распространяется ли это на более горячие звезды (звезды типа А примерно в 1,5–2 раза горячее Солнца) из-за недостатка планет, известных вокруг них. некоторые из самых ярких звезд галактики.
|
|
|
«Это одна из самых маленьких известных нам планет вокруг этих действительно массивных звезд», — сказал аспирант Калифорнийского университета в Беркли Стивен Джакалоне. «На самом деле, это самая горячая известная нам звезда с планетой меньше Юпитера. Эта планета интересна в первую очередь тем, что такие планеты действительно трудно найти, и мы, вероятно, не найдем много подобных им в мире. ближайшее будущее." Открытие того, что исследователи называют «теплым Нептуном», недалеко от зоны, где планета должна была быть лишена своего газа, предполагает, что яркие звезды А-типа могут иметь многочисленные невидимые ядра в горячей зоне Нептуна, которые ждут своего открытия. с помощью более чувствительных методов. «Мы можем ожидать увидеть скопление остатков ядер Нептуна на коротких орбитальных периодах вокруг таких звезд», — заключили исследователи в своей статье. «Открытие также помогает нам понять, как развиваются атмосферы планет», — сказала Кортни Дрессинг, доцент кафедры астрономии Калифорнийского университета в Беркли.
|
|
|
|
«Существует большой вопрос о том, как планеты сохраняют свою атмосферу с течением времени», — сказал Дрессинг. «Когда мы смотрим на меньшие планеты, смотрим ли мы на атмосферу, с которой они были сформированы, когда они первоначально формировались из аккреционного диска? Мы смотрим на атмосферу, которая со временем выделялась из планеты? Если мы можем наблюдать за планетами, получающими разное количество света от своей звезды, особенно разной длины волны света, что и позволяют нам делать А-звезды — это позволяет нам изменять соотношение рентгеновского и ультрафиолетового света — тогда мы можем попытаться посмотрите, как именно планета сохраняет свою атмосферу с течением времени».
|
|
|
|
Джакалоне и Дрессинг сообщили о своем открытии в статье, принятой The Astrophysical Journal Letters и размещенной в Интернете. По словам Дрессинга, хорошо известно, что сильно облученные планеты размером с Нептун, вращающиеся вокруг менее массивных солнцеподобных звезд, встречаются реже, чем ожидалось. Но справедливо ли это для планет, вращающихся вокруг звезд А-типа, неизвестно, потому что такие планеты сложно обнаружить. И звезда типа А отличается от меньших карликов F, G, K и M. Близкие планеты, вращающиеся вокруг солнцеподобных звезд, получают большое количество как рентгеновского, так и ультрафиолетового излучения, но близкие планеты, вращающиеся вокруг звезд А-типа, испытывают гораздо больше ближнего ультрафиолетового излучения, чем рентгеновское излучение или экстремальное ультрафиолетовое излучение.
|
|
|
|
«Определение того, распространяется ли горячая пустыня Нептуна на звезды А-типа, дает представление о важности ближнего ультрафиолетового излучения в управлении выходом из атмосферы», — сказала она. «Этот результат важен для понимания физики потери массы атмосферы и изучения образования и эволюции малых планет». Планета HD 56414 b была обнаружена миссией НАСА TESS, когда она проходила мимо своей звезды HD 56414. Дрессинг, Джакалоне и их коллеги подтвердили, что HD 56414 является звездой А-типа, получив спектры с помощью 1,5-метрового телескопа Малого и Консорциум системы исследовательского телескопа с умеренной апертурой (SMARTS) в Серро-Тололо, Чили. Планета имеет радиус в 3,7 раза больше земного и обращается вокруг звезды каждые 29 дней на расстоянии, равном примерно одной четверти расстояния между Землей и Солнцем. Возраст системы примерно 420 миллионов лет, что намного моложе нашего Солнца, возраст которого составляет 4,5 миллиарда лет.
|
|
|
|
Исследователи смоделировали эффект, который излучение звезды окажет на планету, и пришли к выводу, что, хотя звезда может медленно истощать свою атмосферу, она, вероятно, проживет миллиард лет — после того момента, когда звезда, как ожидается, исчезнет. выгорают и коллапсируют, образуя сверхновую. Джакалоне сказал, что планеты размером с Юпитер менее подвержены фотоиспарению, потому что их ядра достаточно массивны, чтобы удерживать газообразный водород. «Существует баланс между центральной массой планеты и тем, насколько пухла атмосфера», — сказал он. «Для планет размером с Юпитер или больше планета достаточно массивна, чтобы гравитационно удерживать свою пухлую атмосферу. По мере того, как вы приближаетесь к планетам размером с Нептун, атмосфера все еще пухлая, но планета не такая массивная, поэтому они могут легче потерять свою атмосферу». Джакалоне и Дрессинг продолжают искать новые экзопланеты размером с Нептун вокруг звезд А-типа в надежде найти другие в жаркой пустыне Нептуна или рядом с ней, чтобы понять, где эти планеты формируются в аккреционном диске во время звездообразования, движутся ли они внутрь или наружу с течением времени и как меняется их атмосфера.
|
|
|
|
Источник
|
