Астрономы приблизились к раскрытию загадки одной из аномальных экзопланет. Планета WASP-8b, которая вращается в «неправильном» направлении, была изучена международной группой ученых.
Подробная статья, посвященная загадочной планете, стала доступной через электронную базу научных статей arXiv.org. В своей работе, которую уже принял к публикации в бумажном виде журнал Astronomy&Astrophysics, исследователи из Бельгии, Великобритании и Швейцарии попытались найти ответ на вопрос о том, почему орбита WASP-8b имеет весьма характерную особенность— наклон относительно экватора звезды.
Планета с кодовым названием WASP-8b (то есть вторая в системе звезды WASP-8) во многом похожа на XO-3b – небесное тело, которое год назад уже описывалось на наших страницах. Обе планеты движутся по орбите, которая сильно наклонена по отношению к плоскости экватора звезды— что более чем странно с точки зрения законов небесной механики.
Почему? Звезды и окружающие их планеты формируются из тонкого и вращающегося диска. Диск, который состоит из пыли и газа, со временем становится все более тонким и неоднородным. На его месте возникают кольца, похожие на кольца Сатурна, а в центре начинает сгущаться газовый шар, будущая звезда. Как только шар станет достаточно массивным, в нем вспыхнет термоядерная реакция и с этого момента протопланетный диск можно будет считать звездной системой.
А все планеты, астероиды и мелкие обломки останутся в диске. Какие-нибудь небольшие тела, конечно, могут продолжить двигаться по не совпадающем с плоскостью диска орбитам, но их будет мало. По крайней мере, так считали ученые, которые поначалу вовсе не ожидали найти аномальные планеты, движущиеся по странным и не имеющим аналогов в Солнечной системе траекториям.
Действующие лица
Решение загадки WASP-8b чем-то напоминало детектив. И как всякий детектив, рассказ о работе астрономов можно начать с перечисления действующих лиц:
* WASP-8A, звезда спектрального класса G8, чуть более тусклая и оранжевая, чем Солнце.
* WASP-8B, звезда класса M, красный карлик, вместе с более яркой соседкой образует двойную систему.
* WASP-8C, еще одна желтая звезда на заметном расстоянии от A и B, возможно физически связана с A и B (в таком случае речь идет о тройной системе).
* WASP-8b, сама загадочная экзопланета. Масса вдвое больше Юпитера, совершает оборот вокруг звезды за всего 8 дней и несколько часов, раскалена до температуры свыше 1000 градусов Цельсия.
Задача— найти причину, вызвавшую движение планеты по аномальной траектории. В числе подозреваемых виновников, естественно, фигурируют соседние звезды, любая из них теоретически могла подбросить соседке «неправильную» планету уже после формирования у той собственной системы.
Тяжесть преступления
Попадание в уже образовавшуюся планетную систему нового небесного тела большой массы неизбежно вызовет возмущения существующих орбит. Если планеты обитаемы, то это не сулит их жителям ничего хорошего— как минимум может резко изменится климат (при увеличении вытянутости орбиты), как максимум новая планета может спровоцировать столкновения.
Доказательства
Вначале, как и подобает детективам, астрономы проверили «подозреваемых», причем с использованием популярного в кино приема— обработки нечеткого и расплывчатого фото. Снимок, сделанный телескопом в чилийской обсерватории Ла Силла, был обработан при помощи специального алгоритма, который позволил из одного пятна неправильной формы получить четкое изображение двух звезд.
Детальное изучение предполагаемой тройной системы показало, что на самом деле третий компонент все-таки лишний— и влияние WASP-8C рассматривать не приходится. А вот звезда B, до которой всего 440 астрономических единиц, вполне могла бы быть тем небесным телом, которое и подкинуло «лишнюю» планету. Могла в теории, но как обстояло все на самом деле?
Спектральный анализ, для проведения которого ученые подключили еще один телескоп, позволил определить массу звезды A (1,04 массы Солнца) и ее возраст (шесть миллиардов лет). Знание массы звезды, в сочетании с дополнительными данными об периодических изменениях видимой яркости звезды, дало достаточно материала для построения математической модели планетной системы вокруг WASP-8A.
Модель стала основным инструментом в руках ученых— зная массу звезды, массу планеты и ее орбиту, исследователи пытались подогнать еще неизвестные им параметры так, чтобы получить согласующиеся с реальными данными величины. Их работа снова напомнила труд криминалиста, который должен выяснить, какое же именно оружие могло оставить те следы, которые найдены на месте преступления.
Темная фигура
Детальный анализ составленной модели показал, что WASP-8b действительно движется по необычной орбите, и, что самое странное, вторая звезда тут не при чем. Точнее, ее вмешательство крайне маловероятно, поэтому вместо гипотезы о подбрасывании планеты извне стоит поискать какие-то иные объяснения. Но какие? Не является ли общепринятая теория формирования планет и звезды из единого диска однозначным «алиби» для WASP-8b?
Как и подобает многим детективным историям, в этом месте появляется ранее не озвученная версия. А именно— эффект Козаи, явление, при котором два вращающихся вокруг звезды небесных тела могут довольно сложным образом перестраивать конфигурацию своих орбит, меняя одновременно как наклон, так и эксцентриситет, то есть степень их вытянутости.
Эффект Козаи, как считают авторы научной работы, вполне мог исказить орбиту WASP-8b, но признание такой возможности автоматически влечет за собой еще одно важное следствие. Тоже в духе детектива— эффект Козаи работает там, где планет минимум две штуки. В системе WASP-8 явно есть еще одно, незамеченное учеными, тело!
Его параметры пока остаются неизвестными— если не считать того предположения, что масса «темной планеты» явно превышает массу WASP-8b. Из-за того, что она не проходит между звездой и Землей, обнаружить ее по изменениям яркости светила не представляется возможным, но, как говорится в заключении статьи, дальнейшие наблюдения за столь необычной системой обещают быть чрезвычайно интересными как с точки зрения проверки выводов ученых, так и с точки зрения изучения других звездных систем в целом.
