Астрономы, возможно, раскрыли необычное происхождение одних из самых загадочных планет во Вселенной — так называемых «двойных горячих юпитеров». Учёные надеются, что их открытие поможет обнаружить больше этих редких миров.
Горячие юпитеры — это раскалённые газовые гиганты, размером с Юпитер или больше, которые вращаются так близко к своим звёздам, что их «год» длится меньше земных суток. Хотя сами по себе горячие юпитеры встречаются редко (лишь у 1% звёзд), двойные горячие юпитеры — ещё большая редкость. Это пары экзопланет в двойных системах, где каждая планета обращается вокруг своей звезды в паре.
Такое расположение кажется странным и даже бросает вызов теориям формирования планет. Однако астрономы предполагают, что нашли ключ к разгадке: долговременная эволюция двойных систем может естественным образом привести к появлению горячего юпитера у каждой звезды.
Танец гравитации: как звёзды «лепят» планеты
Исследованный процесс называется миграцией фон Цейпеля-Лидова-Козаи (ZLK). Согласно этой теории, планеты с необычными орбитами или наклоном могут со временем подвергаться гравитационному влиянию другой звезды, что заставляет их мигрировать внутрь системы и превращаться в горячие юпитеры.
— «Механизм ZLK — это своеобразный танец», — объясняет Малена Райс, астроном из Йельского университета и руководитель исследования. — «В двойной системе вторая звезда может искажать орбиты планет, заставляя их смещаться ближе к своим светилам. Мы показали, что планеты в таких системах могут проходить зеркальную миграцию, в результате чего у обеих звёзд появляются горячие юпитеры».
Чтобы подтвердить свою гипотезу, команда провела множество симуляций эволюции двойных звёзд с двумя планетами, используя суперкомпьютер Grace в Йельском центре вычислительных исследований. Данные были взяты из архива экзопланет NASA и миссии Gaia Европейского космического агентства (ESA).
— «С правильным кодом и достаточной вычислительной мощностью мы можем проследить, как планеты меняются за миллиарды лет — движения, которые никто не увидит за свою жизнь, но они оставляют следы, доступные для наблюдения», — говорит Юроу Лю, исследователь из Йельского университета.
Новая загадка для науки
Побочным эффектом этого открытия стало то, что модели формирования планет стали ещё интереснее.
— «Гигантские планеты должны формироваться далеко от своих звёзд», — отмечает Лю. — «Поэтому горячие юпитеры одновременно и доступны для изучения, и загадочны — идеальный объект для исследований».
Что касается поиска новых двойных горячих юпитеров, учёные предлагают перепроверить двойные системы, где уже обнаружен один горячий юпитер. Единственное условие: звёзды в паре должны находиться на правильном расстоянии — не слишком близко и не слишком далеко.
— «Наш механизм работает лучше всего, когда звёзды находятся на умеренном расстоянии», — поясняет Тайгер Лу, член команды. — «Они должны быть достаточно далеко, чтобы вокруг каждой могла сформироваться планета-гигант, но достаточно близко, чтобы звёзды влияли друг на друга в течение жизни системы».
Теперь астрономы намерены проверить свои расчёты на реальных наблюдениях — возможно, вскоре мы узнаем о новых «танцующих» планетах, рождённых гравитационным балетом двойных звёзд.
