TESS отыскал новую экзопланету-компаньона внутри орбиты горячего юпитера

Астрономы при помощи космического телескопа TESS открыли новую экзопланетную систему, в которой внутри орбиты горячего юпитера находится еще одна экзопланета. WASP-132c стала четвертым по счету подобным объектом, что не вписывается в сценарий миграции с высоким эксцентриситетом, объясняющий формирование большинства горячих юпитеров. Препринт доступен на сайте arXiv.org.

С момента открытия первой экзопланеты вокруг солнцеподобной звезды в конце прошлого века объекты типа горячих юпитеров представляют собой одну из величайших загадок экзопланетологии. Эти планеты характеризуются радиусами более 8 радиусов Земли, периодами обращения менее 10 дней и представляют собой класс объектов, не имеющих аналогов в нашей Солнечной системе. В рамках традиционных теорий нельзя объяснить существование газовых гигантов так близко к родительским звездам, поэтому ученые разработали новые сценарии формирования подобных объектов, такие как миграция в околозвездном диске или процессы гравитационного взаимодействия и рассеяния планет. В частности, есть доказательства того, что  многие из горячих юпитеров первоначально сформировались за пределами снеговой линии в системе, а затем мигрировали ближе к звезде. Однако ни один из имеющихся на сегодняшний день сценариев не может удовлетворить всем ограничениям на модели, получаемым из данных наблюдений, поэтому основные пути формирования горячих юпитеров до сих пор остаются плохо понятыми.

Одним из любопытных свойств горячих юпитеров, которое может указывать на путь формирования, является их единственность в своей системе как планеты, хотя у них могут быть далекие компаньоны. Подобное отсутствие ближайших компаньонов предсказывается механизмом формирования за счет миграции с высоким эксцентриситетом. В этом случае планета переводится на эксцентричную орбиту из-за снеговой линии под действием неких  гравитационных возмущений, а в конечном итоге орбита становится круговой и очень близкой к своей звезде. При этом подобный механизм приводит к рассеянию и возможному выбросу из системы других планет. 

Из примерно 500 подтвержденных горячих юпитеров на сегодняшний день только три системы оказались исключениями — WASP-47, Kepler-730 и TOI-1130. В них у горячих юпитеров есть, по крайней мере, один близкий компаньон планетарной массы. Таким образом, сценарий миграции с высоким эксцентриситетом маловероятен, скорее всего системы сформировались за счет миграции протопланет внутри околозвездного диска ближе к звезде еще на стадии их формирования.

Группа астрономов во главе с Бенджамином Хордом (Benjamin J. Hord) из Мэрилендского университета сообщила об обнаружении четвертой по счету системы, содержащей горячий юпитер и близкую к нему планету-компаньон. Речь идет об оранжевом карлике WASP-132, массой 0,78 массы Солнца, который находится на расстоянии около 400 световых лет от Солнца в созвездии Волка. Наблюдения за системой велись при помощи космического телескопа TESS, который отыскал экзопланету-компаньон при помощи транзитного метода, астрономы также использовали архивные данные наблюдений спектрографа CORALIE наземного телескопа EULER для подтверждения открытия.

Данные TESS позволили уточнить параметры горячего юпитера WASP-132b, найденного еще в 2016 году наземным телескопом SuperWASP. Эта экзопланета обладает массой 0,41 массы Юпитера, радиусом 0,754 радиуса Юпитера и орбитальным периодом 7,13 дней. Внутри ее орбиты находится суперземля WASP-132c, обладающая радиусом 1,85 радиуса Земли, периодом обращения 1,01 дня и верхним пределом по массе 37,35 масс Земли.

Динамическое моделирование показывает, что система динамически стабильна для временного масштаба в 100 миллионов лет. Ученые отмечают, что это открытие позволяет предположить, что механизм, отличный от сценария миграции с высоким эксцентриситетом, может играть значительную роль в образовании горячих юпитеров, а в случае WASP-132 необходимы дальнейшие наблюдения, чтобы уточнить массы экзопланет и подтвердить открытие WASP-132c. 

Ранее мы рассказывали о том, как ученые нашли падающий на звезду ультрагорячий юпитер и впервые зафиксировали радиоизлучение от такой планеты.

Александр Войтюк