Астрономы отыскали растянутую приливными силами звезды экзопланету

Астрономы обнаружили наиболее убедительный пример экзопланеты, которая будет в будущем разрушена приливными силами родительской звезды — это скалистая экзопланета TOI-6255b. Предполагается, что разрушение произойдет через 400 миллионов лет, а в настоящее время из-за взаимодействия звезды планета обладает вытянутой формой. Препринт работы доступен на arXiv.org.

Если планета находится на очень близкой к звезде орбите, то приливные силы способны разрушить ее, если она окажется внутри предела Роша, или вызвать распад орбиты и превращение в спиральную траекторию, в конце которой планета будет поглощена звездой. Вещество разрушенной планеты попадет в конечном итоге в фотосферу и конвективный слой звезды, изменив ее химический состав. Считается, что такие события происходят относительно часто.

Группа астрономов во главе с Дай Фэйем (Fei Dai) из Гавайского университета сообщила, что обнаружила самого убедительного кандидата в экзопланету, которая будет в будущем поглощена звездой. Ученые анализировали данные наблюдений космического телескопа TESS, регистрировавшего события транзита, а также данные по колебаниям лучевой скорости звезды, собранные эшелле-спектрометром Keck Planet Finder и спектрографом CARMENES, которые установлены на наземных телескопах.

Родительская звезда TOI-6255 удалена от Солнца на 66,5 светового года, это одиночный красный карлик М-типа с массой 0,35 массы Солнца. Вокруг него с периодом всего 5,7 часа обращается экзопланета с радиусом 1,08 земного и массой 1,44 массы Земли. Это дает значение объемной плотности 6,3 грамма на кубический сантиметр, что вписывается в модель скалистой планеты с железным ядром массой в 45 процентов от общей массы планеты.

Экзопланета TOI-6255b находится вблизи предела Роша и начнет разрушаться через 400 миллионов лет, когда окажется внутри него. В настоящее время она находится в приливном захвате, а также может взаимодействовать со звездой аналогично взаимодействию Ио с Юпитером, что может порождать радиоизлучение. Кроме того, приливные силы со стороны звезды деформируют экзопланету так, что ее форма похожа на вытянутый эллипсоид, у которого длинная ось примерно на десять процентов длиннее короткой оси. Поток излучения, который планета получает от звезды, в 590 раз больше, чем Земля получает от Солнца, что дает расчетную равновесную температуру 1340 кельвин. Все эти свойства делают TOI-6255b крайне интересной целью для будущих наблюдений «Джеймса Уэбба».

Не все экзопланеты с короткими орбитами на поверку действительно падают на свои звезды. В частности, недавно выяснилось, что распад орбит не может быть общей чертой известных ультрагорячих юпитеров.