|
Ключи к происхождению горячих Юпитеров
|
|
|
|
Первой экзопланетой, открытой в 1995 году, была планета, которую мы сейчас называем "горячий Юпитер", - планета, такая же массивная, как Юпитер, с периодом обращения всего несколько дней. Сегодня считается, что горячие Юпитеры сформировались вдали от своих звезд — подобно Юпитеру в нашей Солнечной системе — и позже мигрировали внутрь планеты.
|
|
|
|
Для этой миграции были предложены два основных механизма: (1) миграция с высоким эксцентриситетом, при которой орбита планеты нарушается гравитацией других небесных тел и впоследствии обращается по кругу под действием приливных сил вблизи звезды; и (2) миграция по диску, при которой планета постепенно перемещается внутрь протопланетной системы. диск.
|
|
|
|
Однако на основании одних только наблюдений не так просто определить механизм, с которым столкнулся конкретный горячий Юпитер. В случае миграции с большим эксцентриситетом гравитационные возмущения могут привести к наклону оси орбиты планеты относительно оси вращения звезды, что приведет к заметному смещению.
|
|
|
|
Однако приливные силы могут со временем смещать эти оси, а это означает, что выровненная орбита не обязательно подразумевает миграцию диска. В результате долгое время не существовало надежного метода наблюдений, позволяющего идентифицировать планеты, которые сформировались в результате миграции диска.
|
|
|
|
|
|
|
Новый метод отслеживания истории миграции
|
|
|
|
Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа, возглавляемая аспирантом Юго Каваи и доцентом Акихико Фукуи из Высшей школы искусств и наук Токийского университета, предложила новый метод наблюдений, который использует временные рамки самой миграции с высокой эксцентриситетом.
|
|
|
|
Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomical Journal.
|
|
|
|
При миграции с высоким эксцентриситетом орбита планеты сильно вытягивается, прежде чем приливные силы превратят ее в круговую по мере приближения к звезде. Временные рамки этой циркуляции зависят от таких факторов, как масса планеты, период обращения по орбите и воздействие приливов.
|
|
|
|
Если горячий Юпитер действительно образовался в результате миграции с высоким эксцентриситетом, то время его обращения по кругу должно быть меньше, чем возраст системы. Однако, рассчитав время обращения по кругу для более чем 500 известных горячих Юпитеров, исследователи выявили группу из примерно 30 планет, для которых это условие не выполняется — они имеют круговые орбиты, несмотря на то, что время обращения по кругу превышает возраст их системы.
|
|
|
|
Более того, эта группа горячих Юпитеров демонстрирует характеристики, согласующиеся с другими предсказаниями миграции диска, такими как выравнивание орбит и множественность планет.
|
|
|
|
Ни у одной из планет в этой подгруппе не наблюдается смещения орбит, что означает, что они плавно перемещались по диску без сильных возмущений. Кроме того, некоторые из этих горячих Юпитеров принадлежат к многопланетным системам. Такое расположение маловероятно, если они образовались в результате миграции с высоким эксцентриситетом, которая, как правило, приводит к вытеснению других планет.
|
|
|
|
Последствия для эволюции планетной системы
|
|
|
|
Выявление планет, сохранивших память о своей миграции, имеет решающее значение для понимания эволюции планетной системы.
|
|
|
|
Ожидается, что будущие наблюдения за составом атмосферы и соотношением элементов на этих планетах позволят определить, в какой части диска они сформировались, и прольют новый свет на происхождение горячих Юпитеров.
|
|
|
|
Источник
|
