Астрономы нашли аналог Девятой планеты
Астрономы обнаружили экзопланету, котора совершает один оборот вокруг родительских звезд за 15 тысяч лет. Ее вытянутая орбита отчасти напоминает предполагаемую орбиту гипотетической Девятой планеты — крупного транснептунового объекта на границе Солнечной системы. Как сообщается в журнале The Astronomical Journal, в прошлом далекий газовый гигант мог быть «спасен» от убегания из планетной системы проходящей мимо звездой. Подобное могло произойти и с Девятой планетой.
В начале 2016 года астрономы Майкл Браун и Константин Батыгин представили новые доказательства существования Девятой планеты. Исследователи изучали движение астероидов и малых планет в поясе Койпера, области Солнечной системы за орбитой Нептуна, и обнаружили в нем аномалии, которые указывали на присутствие крупного небесного тела. Согласно расчетам, масса «невидимого» объекта должна составлять около 10 земных, а двигаться он должен по очень вытянутой орбите. На один полный оборот вокруг Солнца у тела уходит 15 тысяч лет, и оно не подходит к нему ближе, чем на 300 астрономических единиц (одна астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца).
HD106906 b — газовый гигант, который может быть аналогом Девятой планеты, был открыт в 2013 году Магеллановыми телескопами в обсерватории Лас Кампанас, расположенной в пустыне Атакама в Чили. Он вращается вокруг двойной звезды в созвездии Южного Креста, расположенной в 336 световых годах от Солнца. Масса экзопланеты превосходит массу Юпитера примерно в 11 раз, а ее возраст примерно в 350 раз меньше возраста Земли — всего 13 миллионов лет.
До сих пор астрономы ничего не знали об орбитальных характеристиках планеты. Чтобы определить их, Мэйдзи Нгуен (Meiji Nguyen) из Калифорнийского университета в Беркли вместе с коллегами использовали телескоп «Хаббл», который наблюдал за HD106906 b в течение 14 лет. Выяснилось, что небесное тело находится очень далеко от родительских звезд — в 730 раз дальше, чем Земля от Солнца. Движется оно по наклоненной и очень вытянутой орбите, совершая один оборот вокруг двух светил за 15 тысяч лет — как и Девятая планета вокруг Солнца.
Исследователи предполагают, что HD106906 b сформировалась намного ближе к родительским звездам, на расстоянии около трех астрономических единиц. Однако из-за действия силы гравитации во вращающемся протопланетном диске она мигрировала к его внутреннему краю. Затем приливное воздействие родительских звезд почти что выбросило экзопланету за пределы зарождающейся планетной системы. Спасти ее от миграции в межзвездное пространство помогла проходящая мимо звезда, которая стабилизировала вытянутую орбиту HD106906 b (астрономы ранее нашли несколько кандидатов в обзоре, выполненном телескопом Gaia).
Похожие события могли произойти и в Солнечной системе. Согласно одному из сценариев, Девятая планета образовалась во внутренней части Солнечной системы, а затем была выброшена из нее в результате гравитационного взаимодействия с Юпитером. Однако Юпитер, скорее всего, вытолкнул бы Девятую планету далеко за Плутон. В этом случае проходящие мимо звезды могли бы стабилизировать орбиту далекого объекта и не дать ему покинуть Солнечную систему.
В будущем астрономы надеются получить дополнительные данные о HD106906 b с помощью телескопа «Джеймс Уэбб». Это позволит понять, как образовалась экзопланета, а также уточнить характеристики ее движения.
Ранее астрономы предположили, что Девятая планета может быть планетой-сиротой, которая попала в Солнечную систему случайно. Кроме того, некоторые ученые допускают, что это вообще не планета, а захваченная нашим светилом небольшая черная дыра.
Кристина Уласович
Экзопланета находится близко к красному карлику AU Микроскопа
Астрономы при помощи телескопа «Хаббл» выявили переменность потери нейтрального водорода атмосферой горячего нептуна, который находится на краю «пустыни нептунов» и обращается по близкой орбите вокруг молодой звезды AU Микроскопа. Предполагается, что это может быть связано с зависимостью оттока газа из атмосферы от активности звезды. Статья опубликована в The Astronomical Journal. «Пустыней нептунов» планетологи называют наблюдаемые дефицит экзопланет размером с Нептун и короткими орбитальными периодами (менее трех дней). Предполагается, что такие планеты изначально представляют собой тела с твердым ядром и обширными газовыми оболочками, которые быстро эволюционируют за счет миграции ближе к звезде и потере атмосферы. Последний процесс, в свою очередь, может протекать в двух вариантах — за счет фотоиспарения атмосферы под действием высокоэнергетического излучения звезды или разогрев и убыль атмосферы за счет выделения тепла со стороны остывающего ядра планеты. Группа астрономов во главе с Китли Рокклиффом (Keighley E. Rockcliffe) из Дартмутского колледжа в Ганновере опубликовала результаты наблюдений за динамикой атмосферы горячего нептуна в системе звезды AU Микроскопа при помощи космического телескопа «Хаббл». AU Микроскопа представляет собой звезду до главной последовательности, которая находится в 31,9 световых года от Солнца. Этот молодой (23 миллиона лет) красный карлик относится к группе Беты Живописца, имеет массу 0,5 масс Солнца, а также обладает околозвездным диском и открытым в 2020 году горячим нептуном AU Mic b, который стал первой молодой экзопланетой с известным значением плотности. AU Mic b характеризуется орбитальным периодом 8,46 дня и радиусом 4,19 радиуса Земли, экзопланета попадает на край «пустыни нептунов» и по расчетам может терять атмосферу. В системе есть еще две более дальние экзопланеты, а также кандидат в четвертую экзопланету. «Хаббл» вел спектроскопические наблюдения за AU Mic b в дальнем ультрафиолетовом диапазоне во время двух событий транзита планеты по диску звезды 2 июля 2020 года и 19 октября 2021 года. В эти моменты излучение водорода в линии Лайман-альфа от родительской звезды с высокой вероятностью будет взаимодействовать с нейтральным водородом, утекающим из верхних слоев атмосферы экзопланеты, и частично поглощаться им, что отразится в спектрах. Влияние околозвездного диска в этих наблюдениях может не учитываться, так как он беден газом. Во время первого транзита следов нейтрального водорода вблизи экзопланеты обнаружено не было, однако во время второго транзита было обнаружено облако водорода, движущееся впереди AU Mic b, со столбцовой плотностью 1013,96 частиц на квадратный сантиметр. Облако превратилось в хвост с длиной 1,39 радиуса Солнца, высотой 0,32 радиуса Солнца, при этом скорость движения части газа увеличилась и составила 61,26 километров в секунду в радиальном направлении от звезды. Ученые предполагают, что такое необычное поведение атмосферы можно объяснить за счет того, что геометрия оттока газа от планеты меняется в зависимости от интенсивности звездного ветра, который формирует из облака хвост, а также зависеть от вспышек на звезде. Кроме того, нейтральный водород мог быть фотоионизирован высокоэнергетическим излучением за 44 минуты, что сделает его временно недоступным для наблюдений. Ранее мы рассказывали о том, как CHEOPS подтвердил открытие двух экзопланет у «долины субнептунов».