Ученые оценили размер «хвостов» горячего юпитера и выдвинули предположение о том, почему гелиевая атмосфера планеты рекордно растянулась по орбите.
Астрономы находят многие экзопланеты по небольшому падению яркости звезды, когда планета пролетает на ее фоне. Этот транзитный метод позволяет определить не только размер и орбитальный период тела, но и наличие у него атмосферы. Именно так больше десяти лет назад подтвердили существование газового гиганта HAT-P-32b, который вращается вокруг желто-белой звезды HAT-P-32 в 1044 световых годах от Земли.
В процессе наблюдений за его транзитами ученые заметили и хвосты, растянувшиеся впереди и позади объекта. Но их размер оставался неизвестным, потому что данные собирали лишь в тот период, когда планета проходила непосредственно перед звездой.
«Без длительных наблюдений, которые мы смогли провести на телескопе „Хобби — Эберли“, мы бы не увидели их», — объяснила Кэролин Морли, главный исследователь проекта по изучению атмосфер экзопланет HET Exospheres.
Группа наблюдала за HAT-P-32b на протяжении нескольких ночей. Орбитальный период этого газового гиганта составляет всего 2,2 земных дня, поэтому ученые смогли собрать данные за полный оборот планеты вокруг звезды и вычислить размер хвостов.
Астрономам не так уж редко попадаются экзопланеты с хвостами. Причины их образования могут быть разными. После столкновения с другим телом может образоваться поток из пыли и обломков. Если же хвост состоит из газа — скорее всего, виновата звезда. Хотя по своей массе HAT-P-32b почти в два раза меньше Юпитера, по радиусу — в два раза больше. И летает он значительно ближе к своей звезде, чем Меркурий — к Солнцу.
Вероятно, из-за жара светила атмосфера планеты раздулась так сильно, что внешние слои вырвались за пределы сильного гравитационного притяжения гиганта и растянулись по орбите на расстояние, как минимум в 53 раза превышающее его радиус. Более того, они в семь раз длиннее радиуса звезды.
По словам авторов исследования, опубликованного в Science Advances, хвосты HAT-P-32b — одна из крупнейших известных структур, связанных с экзопланетами, и рекордсмены по длине. Впрочем, сравнив особенности HAT-P-32b с характеристиками более десяти других похожих планет, ученые не смогли выявить явную закономерность в образовании хвостов. Видимо, играет роль комбинация факторов: заполнение полости Роша, величина поверхностной гравитации, температура планеты и излучение звезды.
«Мы можем находить такие физически крупные структуры, когда есть возможность наблюдать за одной системой на протяжении нескольких ночей подряд. Вероятно, и у других планет вырвавшиеся атмосферы сильно растянулись, и они просто ждут, когда мы их обнаружим», — отметил главный автор исследования Чжоуцзянь Чжан.
«Наши результаты исследования HAT-P-32b помогут понять, как другие планеты взаимодействуют со своими звездами», — добавила Морли. Конечно, чем больше данных удастся собрать, тем точнее будут модели и полноценнее понимание эволюции систем.
Автор: Дарья Губина