|
Экзопланеты могут стать причиной собственной гибели
|
|
|
|
Астрономы, участвующие в миссии Европейского космического агентства Cheops, обнаружили экзопланету, которая, по-видимому, вызывает вспышки излучения от звезды, вокруг которой она вращается. Эти мощные взрывы разрушают тонкую атмосферу планеты, заставляя ее сжиматься с каждым годом.
|
|
|
|
Это первое в истории свидетельство того, что "планета стремится к смерти". Хотя теоретически это было возможно с девяностых годов, вспышки, наблюдаемые в ходе этого исследования, примерно в 100 раз более энергичны, чем ожидалось. Работа опубликована в журнале Nature.
|
|
|
|
Звезда этой планеты заставляет наше солнце выглядеть сонным
|
|
|
|
Благодаря таким телескопам, как космический телескоп Джеймса Уэбба NASA/ESA/CSA и спутник NASA Transiting Exoplanet Survey (TESS), у нас уже были некоторые сведения об этой планете и звезде, вокруг которой она вращается.
|
|
|
|
Было известно, что звезда, получившая название HIP 67522, лишь немного крупнее и холоднее нашей собственной звезды-хозяина, Солнца. Но в то время как Солнцу 4,5 миллиарда лет, возраст HIP 67522 составляет 17 миллионов лет. У него две планеты. Ближайшей из двух звезд, получившей броское название HIP 67522 b, требуется всего семь дней, чтобы облететь вокруг своей звезды—хозяина.
|
|
|
|
|
|
|
Из-за ее молодости и размера ученые предположили, что звезда HIP 67522 будет вращаться с большим количеством энергии. Это вращение превратило бы звезду в мощный магнит.
|
|
|
|
Наше гораздо более старое Солнце обладает собственным меньшим и более спокойным магнитным полем. Изучая Солнце, мы уже знали, что магнитные звезды могут испускать энергетические вспышки при внезапном высвобождении "искривленных" силовых линий магнитного поля. Эта энергия может принимать любую форму - от слабых радиоволн до видимого света и агрессивных гамма-лучей.
|
|
Комплексные исследования с участием Cheops
|
|
|
|
С тех пор как в 1990-х годах была обнаружена первая экзопланета, астрономы размышляли о том, могут ли некоторые из них вращаться на достаточно близкой орбите, чтобы нарушать магнитные поля своих звезд-хозяев. Если это так, то они могут вызывать вспышки.
|
|
|
|
Команда под руководством Екатерины Ильин из Нидерландского института радиоастрономии (ASTRON) пришла к выводу, что с нашими современными космическими телескопами пришло время продолжить изучение этого вопроса.
|
|
|
|
"Мы раньше не видели систем, подобных HIP 67522; когда планета была обнаружена, это была самая молодая из известных планет, обращающихся вокруг своей звезды менее чем за 10 дней", - говорит Екатерина.
|
|
|
|
Команда использовала TESS для проведения широкого обзора звезд, которые могли вспыхивать из-за взаимодействия со своими планетами. Когда TESS обратил внимание на HIP 67522, команда подумала, что, возможно, они на что-то наткнулись. Чтобы убедиться в этом, они обратились к высокочувствительному спутнику ЕКА Cheops, который определяет характеристики экзопланет.
|
|
|
|
"Мы быстро запросили время для наблюдений с помощью Cheops, который может по запросу сверхточно определять местоположение отдельных звезд", - говорит Екатерина. "На "Хеопсе" мы увидели больше вспышек, доведя общее количество до 15, и почти все они были направлены в нашу сторону, когда планета проходила перед звездой, если смотреть с Земли".
|
|
|
|
Поскольку мы наблюдаем вспышки, когда планета проходит перед звездой, весьма вероятно, что они вызваны самой планетой.
|
|
|
|
Вспыхивающая звезда - это не что-то новое. Солнце регулярно испускает всплески энергии, которые на Земле воспринимаются как "космическая погода", вызывающая полярные сияния и способная повредить технологии. Но этот энергетический обмен рассматривался только как улица с односторонним движением от звезды к планете.
|
|
|
|
Зная, что HIP 67522 b вращается очень близко к своей звезде-хозяину, и предполагая, что магнитное поле звезды сильное, команда Екатерины пришла к выводу, что прилипчивая HIP 67522 b находится достаточно близко, чтобы оказывать свое собственное магнитное влияние на свою звезду-хозяина.
|
|
|
|
Они полагают, что планета, вращаясь по орбите, накапливает энергию, а затем перенаправляет ее в виде волн вдоль силовых линий магнитного поля звезды, как будто натягивая веревку. Когда волна достигает конца силовой линии магнитного поля на поверхности звезды, это вызывает мощную вспышку.
|
|
|
|
Мы впервые видим, как планета влияет на свою звезду-хозяина, опровергая наше предыдущее предположение о том, что звезды ведут себя независимо.
|
|
|
|
И HIP 67522 b не только запускает вспышки, но и направляет их в свою сторону. В результате планета испытывает в шесть раз больше радиации, чем могла бы в противном случае.
|
|
|
|
Падение, вызванное самими собой
|
|
|
|
Неудивительно, что бомбардировка таким количеством высокоэнергетического излучения не сулит ничего хорошего для HIP 67522 b. Планета похожа по размерам на Юпитер, но имеет плотность сахарной ваты, что делает ее одной из самых тонких экзопланет, когда-либо найденных.
|
|
|
|
Со временем радиация разрушает тонкую атмосферу планеты, а это означает, что она теряет массу гораздо быстрее, чем ожидалось. В ближайшие 100 миллионов лет она может превратиться из планеты размером почти с Юпитер в гораздо меньшую планету размером с Нептун.
|
|
|
|
"Планета, по-видимому, вызывает вспышки особой энергии", - отмечает Екатерина. "Волны, которые она посылает вдоль силовых линий магнитного поля звезды, в определенные моменты вызывают вспышки. Но энергия вспышек намного выше энергии волн. Мы думаем, что волны вызывают взрывы, которые только и ждут, чтобы они произошли".
|
|
|
|
Вопросов больше, чем ответов
|
|
|
|
Когда была обнаружена HIP 67522, она была самой молодой из известных планет, вращающейся так близко к своей звезде. С тех пор астрономы обнаружили пару похожих систем, и, вероятно, в близлежащей Вселенной есть еще десятки подобных систем. Екатерина и ее команда стремятся поближе познакомиться с этими уникальными системами с помощью TESS, Cheops и других миссий по исследованию экзопланет.
|
|
|
|
"У меня миллион вопросов, потому что это совершенно новое явление, поэтому детали все еще неясны", - говорит она.
|
|
|
|
"Есть две вещи, которые, я думаю, сейчас важнее всего сделать. Первый заключается в наблюдении на разных длинах волн (Cheops охватывает как видимую, так и ближнюю инфракрасную области спектра), чтобы выяснить, какая энергия выделяется при этих вспышках - например, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи являются особенно плохими новостями для экзопланеты.
|
|
|
|
"Второе - найти и изучить другие подобные звездно-планетные системы; перейдя от единичного случая к группе из 10-100 систем, астрономам-теоретикам будет с чем работать".
|
|
|
|
Максимиллиан Гюнтер (Maximillian Gunther), научный сотрудник проекта Cheops в ЕКА, рад видеть, что миссия вносит свой вклад в исследования таким образом, который он никогда не считал возможным. "Cheops был разработан для определения размеров и атмосфер экзопланет, а не для поиска вспышек. Действительно приятно видеть, что миссия вносит свой вклад в достижение этих и других результатов, которые выходят далеко за рамки того, что было задумано".
|
|
|
|
Заглядывая дальше, будущий исследователь экзопланет ЕКА Plato также займется изучением солнцеподобных звезд, таких как HIP 67522. Plato сможет фиксировать вспышки гораздо меньшего размера, что действительно даст нам информацию, необходимую для лучшего понимания происходящего.
|
|
|
|
Исследование проводилось в рамках программы приглашенных наблюдателей Cheops. Исследователям, не входящим в научную группу Cheops, предоставляется время на основании открытого процесса подачи заявок, что демонстрирует полезность миссии для научного сообщества по всей Европе и во всем мире.
|
|
|
|
В сопроводительной статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, авторы подтверждают, что HIP 67522 является магнитно-активной звездой с сильным радиоволновым излучением, подпитываемым ее магнитным полем.
|
|
|
|
Команда ученых наблюдала за звездой на низких радиочастотах в течение примерно 135 часов с помощью австралийского телескопа Compact Array (ATCA), обнаружив в ней яркий и интенсивный источник радиоволн. В то же время авторы не обнаружили никаких признаков радиоволновых вспышек, которые можно было бы объяснить взаимодействием звезды с планетой.
|
|
|
|
Необнаружение согласуется с ожиданиями, что вспышки, вызванные планетами, слишком слабы, чтобы их можно было обнаружить с помощью ATCA, в соответствии с выводом журнала Nature о магнитном взаимодействии звезды и планеты, вызывающем вспышечную активность.
|
|
|
|
Источник
|
