 |
Астронет: Н.Т. Ашимбаева/ГАИШ Планета, которая не должна существовать. http://variable-stars.ru/db/msg/1235971 |
Планета, которая не должна существовать.14.09.2009 16:41 | Н.Т. Ашимбаева/ГАИШ, Москва
Свидетельство того, что эта обнаруженная экзопланета находится практически в конце своей жизни, стало неожиданностью. Шансы увидеть это - очень малы, это то же самое, что "вытащить подряд два красных туза из хорошо перемешанной колоды карт".
Первая экзопланета была найдена в 1995 году, и тогда планета 51 Pegasi b поразила ученых своим сверх-коротким 4,3-дневным орбитальным периодом. Эта планета размером с Юпитер находится на расстоянии, равном всего 5% от расстояния Земли до Солнца (0,05 а.е.), т.е., по прежним представлениям, планеты на таких расстояниях просто не должны существовать. С тех пор уже открыто более 370 внесолнечных планет, и почти 20% из них расположены на таких близких расстояниях от своей родительской звезды. Да и обнаружение такой экзотики как "горячий Юпитер" уже не является таким захватывающим событием, как это было раньше. Но открытие планеты WASP-18b, которая также является горячим Юпитером, внесло достаточный элемент удивления: время жизни, которое осталось для нее, составляет менее одной тысячной от возраста звезды, т.е., оно существенно короче, чем для любой другой известной планеты.
WASP-18b - восемнадцатая планета, открытая по проекту Britains Wide Angle Search for Planets, и лишь вторая известная экзопланета с орбитальным периодом менее одного дня. Близость звезды, а также большая масса планеты (в 10,3 раза больше, чем Юпитер), приводят к сильному приливному взаимодействия между планетой и звездой, в результате которого происходит деформация обоих тел вдоль линии, соединяющей их центры. В результате приливных явлений может происходить и изменение орбитального момента планеты.
Рисунок 1. Кривая блеска звезды WASP-18, свернутая с периодом 0.94 суток, на которую наложена модельная кривая. Построена по данным за май-декабрь 2006-2007 гг. Изображение NASA.
Для планеты, обращающейся вокруг звезды, действие приливов со стороны звезды происходит таким образом, что в конечном итоге планета всегда оказывается повернута к звезде одной стороной. И если первоначально орбита планеты была вытянутой, то под действием приливов она быстро становится круговой. Приливы, вызванные звездой, действуют на планету замедляюще, и вынуждают уменьшаться размеры орбиты в том случае, когда планета движется по орбите быстрее, чем скорость ее вращения; или наоборот - поднимают на более высокую - в случае, если скорость вращения звезды выше. WASP-18b, скорее всего, движется спиралеобразно в направлении звезды; кроме того, она настолько близка к звезде и массивна, что время падения насчитывает только миллион лет.
Планеты и звезды образуются вместе, из одного газопылевого облака, поэтому возраст исследуемой звезды и планеты WASP-18b составляет около миллиарда лет. Тогда получается, что жить последней осталось совсем ничего - всего миллион лет. Но шанс увидеть это очень мал - 1 на 1000. Так нам повезло или нет?
Возможен целый ряд объяснений этого явления, но ни одно из них не является до конца удовлетворительным. Во-первых, вероятность 1 к 1000 не столь уж и мала, если помнить о том, что на сегодняшний день открыто только около 370 планет. Формально вероятность получения положительного результата в этом случае существенно возрастает. Но это не так, т.к. здесь не учитывается то, что далеко не все планеты массивны и обладают такими свойствами. Кроме того, до сих пор известно только три планеты, расположенные на расстояниях в 0,06 а.е. от своей звезды и имеющие такую массу как у WASP-18b.
Во-вторых, звезда может обладать существенно меньшей приливной энергетикой, а это позволяет значительно увеличить время жизни планеты. В-третьих, возможно, надо отказаться от предположения, что планета была подвержена приливному воздействию звезды в течение всего промежутка в миллиард лет. Есть предположения, что горячие Юпитеры образуются намного дальше от звезды, чем то расстояние, где мы их наблюдаем сегодня. Это дает возможность планете получать вещество для своего формирования еще в начале жизни. Правда, после достижения своего конечного размера, включаются другие процессы, такие как взаимодействие с другой планетой этой системы для перемещения ближе к звезде, где уже начинают действовать приливные силы. Возможно, именно это и произошло не так давно в системе WASP-18.
Наконец, может существовать неизвестный механизм, который работает против приливных сил от звезды. Мы не настолько хорошо знаем все аспекты звездной конвекции, все тонкости приливов, чтобы делать окончательные выводы. Тем более, в приложении к другим планетам.
Именно здесь полезно провести аналогию с ситуацией, сложившейся относительно взаимодействия Марс и его спутника Фобоса. Так же как WASP-18b, Фобос находится очень близко к Марсу, всего на расстоянии в 1,73 радиусов над поверхностью планеты. Согласно прогнозам, его орбита должна разрушиться за 30 миллионов лет, т.е. в сроки более чем в 150 раз меньшие, чем возраст Солнечной системы. Что было с Фобосом до настоящего времени (как и в случае с WASP-18b), неизвестно. Возможно, у нас отсутствует понимание некоторых ключевых моментов этих явлений.
Все покажет время. Если орбита WASP-18b действительно такова, что подвержена быстрому разрушению, то это будет видно уже в течение одного десятилетия. Непрерывный мониторинг за этой системой позволит понять, что же там происходит на самом деле.