Новое исследование с использованием данных космического телескопа НАСА Кеплер показывает, что горячие юпитеры, несмотря на их близкие орбиты, не регулярно потребляются своими звездами. Вместо этого планеты остаются на довольно стабильных орбитах в течение миллиардов лет, пока не наступит день, когда они в конечном итоге могут быть съедены.«В конце концов, все горячие юпитеры становятся все ближе и ближе к своим звездам, но в этом исследовании мы показываем, что этот процесс останавливается еще до того, как звезды подойдут слишком близко», — сказал Питер Плавчан из Научного института экзопланет НАСА в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене.
Калифорния. «Планеты в основном стабилизируются, когда их орбиты становятся круговыми, вращаясь вокруг своих звезд каждые несколько дней».Исследование, опубликованное недавно в Astrophysical Journal, впервые демонстрирует, как планеты горячего Юпитера останавливают свой внутренний марш по звездам.
Гравитационные или приливные силы звезды циркулируют и стабилизируют орбиту планеты; когда его орбита наконец становится круговой, миграция прекращается.«Когда было известно только несколько горячих юпитеров, несколько моделей могли объяснить наблюдения», — сказал Джек Лиссауэр, ученый-кеплер из Исследовательского центра Эймса НАСА, Моффет-Филд, Калифорния, не связанный с исследованием. «Но обнаружение тенденций в населении этих планет показывает, что приливы в сочетании с гравитационными силами часто невидимых планетных и звездных спутников могут приблизить эти планеты-гиганты к их родительским звездам».
Горячие Юпитеры — это гигантские шары газа, которые по массе и составу напоминают Юпитер. Они не начинают жизнь под ярким солнечным светом, а формируются в холодных внешних пределах, как Юпитер в нашей солнечной системе.
В конце концов, планеты горячего Юпитера устремляются к своим звездам — относительно редкий процесс, который до сих пор плохо изучен.Новое исследование отвечает на вопросы об окончании путешествий горячих юпитеров и раскрывает, что тормозило их миграцию.
Ранее существовало несколько теорий, объясняющих, как это могло произойти. Одна из теорий предполагала, что магнитное поле звезды не дает планетам двигаться дальше. Когда звезда молодая, ее окружает материальный диск, образующий планету.
Материал падает на звезду — процесс, который астрономы называют аккрецией, — но когда он ударяется о магнитный пузырь вокруг себя, называемый магнитосферой, вещество перемещается вверх и вокруг пузыря, приземляясь на звезду сверху и снизу. Согласно теории, этот пузырь может останавливать миграцию планет.Другая теория утверждала, что планеты перестали двигаться вперед, когда достигли конца пыльной части диска, образующего планеты.«Эта теория в основном гласит, что пылевая дорога, по которой движется планета, заканчивается прежде, чем планета полностью упадет на звезду», — сказал соавтор Крис Билински из Университета Аризоны в Тусоне. «Между звездой и внутренним краем ее пыльного диска образуется промежуток, где, как считается, планеты останавливают миграцию».
И все же третья теория, которую исследователи сочли верной, предполагала, что мигрирующая планета останавливается, когда приливные силы звезды завершают свою работу по циркуляции ее орбиты.Чтобы проверить этот и другие сценарии, ученые изучили 126 подтвержденных планет и более 2300 кандидатов.
Большинство кандидатов и некоторые из известных планет были идентифицированы с помощью миссии НАСА «Кеплер». Кеплер обнаружил планеты всех размеров и типов, включая скалистые, которые вращаются по орбите, где температура достаточно высока для жидкой воды.
Ученые изучили, как расстояние между планетами и их звездами меняется в зависимости от массы звезды.
Оказывается, различные теории, объясняющие, что останавливает миграцию планет, различаются в своих предсказаниях о том, как масса звезды влияет на орбиту планеты. Теория «приливных сил» предсказывала, что горячие юпитеры более массивных звезд в среднем будут двигаться дальше по орбите.Результаты обзора совпали с теорией "приливных сил" и даже показали большую корреляцию между массивными звездами и более удаленными орбитами, чем предполагалось.
Возможно, это конец пути к загадке того, что останавливает миграцию планет, но само путешествие по-прежнему вызывает много вопросов. Считается, что, путешествуя внутрь газовых гигантов, они иногда сбивают с пути меньшие каменистые планеты, а вместе с ними и любые шансы на развитие жизни. К счастью для нас, наш Юпитер не полетел к Солнцу, и наша Земля осталась в покое.
Дополнительные исследования, подобные этому, помогут объяснить эти и другие секреты планетарной миграции.Технический документ находится на сайте http://iopscience.iop.org/0004-637X/769/2/86/.
НАСА Эймс руководит разработкой наземной системы Кеплера, операциями миссий и анализом научных данных. Лаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, руководила разработкой миссии Кеплера.
Ball Aerospace Компания Technologies Corp. в Боулдере, штат Колорадо, разработала систему полета Kepler и поддерживает операции с JPL в Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо в Боулдере. Научный институт космического телескопа в Балтиморе архивирует, размещает и распространяет научные данные Кеплера. Кеплер — это 10-я миссия НАСА «Открытие», финансируемая Управлением научных миссий НАСА в штаб-квартире агентства в Вашингтоне.Научный институт экзопланет НАСА в Калифорнийском технологическом институте управляет распределением времени на телескопе Кека для НАСА.
Лаборатория реактивного движения управляет офисом программы NASA Exoplanet Exploration. Калифорнийский технологический институт управляет Лабораторией реактивного движения для НАСА.
Более подробная информация о миссии Кеплера находится на http://www.nasa.gov/kepler.Дополнительная информация об экзопланетах и программе НАСА по поиску планет находится на http://planetquest.jpl.nasa.gov.