Астрономы нашли обреченную экзопланету

Астрономам впервые удалось обнаружить экзопланету, которой по космическим меркам осталось не долго жить. В недалеком будущем ее ожидает падение на звезду, вокруг которой она обращается.

Планета обнаружена в созвездии Феникс в 325 световых годах от Земли, этот «горячий Юпитер», получивший наименование WASP-18b, обращается  вокруг звезды WASP-18.  WASP – проект, объединяющий британских астрономов, занятых поиском транзитных экзопланет. Наблюдая за  звездой WASP-18, ученые заметили, что ее блеск немного изменяется почти раз в сутки. Так, уже рутинным методом транзитов ученые установили, что звезду систематически затмевает газовый гигант, период обращения которого оказался равен 0,94 земных суток. Обнаруженная планета оказалась в 10 раз массивнее Юпитера, а ее орбита в 50 раз ближе к звезде, чем  расстояние от Земли до Солнца. Из-за этого поверхность планеты постоянно нагрета до температуры выше 2 тыс. К.  

Теория взаимодействия горячих юпитеров, обращающихся на близких орбитах вокруг звезд, предсказывает, что гравитационное притяжение планеты  должно вызвать приливную деформацию звезды.  Образующийся в направлении планеты горб с некоторым опозданием движется по поверхности звезды и постепенно отнимает угловой момент вращения самой планеты. Из-за этого планета обречена вращаться не по круговой или эллиптической орбите, а по спиральной траектории, которая обязательно  приведет к падению на звезду.

«Она гарантирует себе разрушение, сама создавая эти приливы», -- пояснил охотник за экзопланетами Коэл Хеллиер из  Университета Кила в Британии.

Лунно-земные аналогии

Описанный механизм работает в случае, если период обращения планеты вокруг светила меньше периода обращения звезды вокруг своей оси. Согласно современным представлениям, обратный эффект мог наблюдаться в далеком прошлом в системе Земля--Луна. Благодаря лунным приливам собственное вращение Земли синхронизировалось с орбитальным периодом спутника, а потерянный угловой момент Земли перешел к Луне, постепенно отдалившейся от Земли.

Обратный отсчет

Время падения WASP-18b на звезду определяется массой и орбитой планеты, а также безразмерным параметром Q, характеризующим восприимчивость самой звезды к приливным возмущениям. Q равен отношению энергии вращения звезды к энергии, рассеиваемой в тепло при каждом обороте вокруг нее планеты. Из наблюдений за  двойными звездами и газовыми планетами-гигантами в Солнечной системе ученые установили, что этот параметр лежит в диапазоне от 10⁵ до 10⁶. Для  параметра 10⁶ время падения WASP-18b на звезду составит порядка  600 тыс. лет, что примерно в 10 тыс. раз меньше времени жизни самой звезды.

Столь малая расчетная продолжительность жизни WASP-18b поставила перед учеными новый вопрос: или в созвездии Феникса удалось наблюдать действительно редкое для Вселенной событие (ведь в настоящее время открыты всего чуть более 370 экзопланет), или приливной параметр Q оказался слишком занижен, и планета проживет дольше. Как бы то ни было, подсчитано, что даже при параметре Q = 10¹⁰планета погибнет, когда звезда еще не сойдет с Главной последовательности. Задолго до этого WASP-18b заполнит точку Лагранжа (L1) системы звезда-планета и будет разорвана  на части приливными силами.

Работа британских ученых напечатана в журнале  Nature.