Астрономы нашли потенциального предтечу горячего юпитера у тройной звезды

Астрономы обнаружили наиболее явного кандидата в прародители горячих юпитеров, которые формируются за счет механизма приливной миграции с высоким эксцентриситетом. Это теплый юпитер на очень вытянутой орбите в тройной звездной системе, который в будущем сузит и скруглит свою орбиту. Статья опубликована в журнале Nature.

Приливная миграция с высоким эксцентриситетом — один из интересных механизмов объяснения природы горячих газовых гигантов, расположенных на короткопериодных орбитах. Первоначально планета формируется за пределами снеговой линии, на удалении в несколько астрономических единиц от звезды, а затем эксцентриситет орбиты начинает увеличиваться из-за гравитационного рассеяния на других планетах или вековых возмущений (например, резонанса Лидова — Козаи). Из-за приливных взаимодействий между звездой и планетой во время прохождения периастров орбиты планета будет терять орбитальную энергию, что приведет к сужению и скруглению орбиты. При этом моделирование предсказывает, что эффективность подобного механизма растет с увеличением массы планеты. Однако к настоящему времени известно лишь несколько газовых гигантов на короткопериодных и сильно вытянутых орбитах, чего не хватает для полноценной проверки моделей.

Группа астрономов во главе с Арвиндом Гуптой (Arvind F. Gupta) из Лаборатории NOIRLab сообщила, что обнаружила наиболее яркий пример экзопланеты, находящейся на этапе превращения в горячий юпитер. Им стал обнаруженный в 2020 году транзитным методом при помощи космического телескопа TESS теплый юпитер TIC 241249530b. В дальнейшем при помощи наземных спектрографов HPF и HARPS-N удалось подтвердить открытие и измерить массу экзопланеты при помощи метода радиальных скоростей.

TIC 241249530 представляет собой звезду Главной последовательности с массой 1,27 массы Солнца, радиусом 1,39 радиуса Солнца и возрастом 3,2 миллиарда лет. У нее есть маломассивная двойная звезда-компаньон TIC 241249532, расположенная на расстоянии 1,664 астрономической единицы.

Вокруг основной звезды вращается TIC 24124953 b — экзопланета с массой 4,98 массы Юпитера, которая находится на орбите с периодом 165,7 дня и эксцентриситетом 0,941, причем движется по ней в направлении, противоположном вращению звезды. Подобная орбита является самой вытянутой среди всех известных транзитных экзопланет.

Больше всего на TIC 241249530b похож найденный ранее экзогигант HD 80606b, которому, по оценкам ученых, тоже суждено в будущем стать горячим юпитером с орбитальным периодом менее десяти дней. Орбитальная архитектура обеих систем вписывается в модель формирования горячего юпитера, вызванного миграцией с высоким эксцентриситетом из-за гравитационных взаимодействий с компаньонами родительской звезды.

Ранее выяснилось, что горячие юпитеры предпочли формироваться у молодых звезд. Эти экзопланеты чаще возникают у более молодых и металличных звезд, принадлежащих тонкому диску Млечного Пути.