Горячий Юпитер — гигантская газовая планета, вращающаяся близко от материнских звезд и нагретая до тысяч градусов. Двойные горячие Юпитеры — редкий случай, когда в кратной звездной системе у каждой звезды есть собственный горячий гигант.
Астрономы Йельского университета выяснили детали происхождения одного из самых поразительных явлений в космосе — двойного горячего Юпитера, а также разработали рекомендации по поиску подобных объектов на просторах Вселенной.
Горячие Юпитеры — это большие, сильно разогретые газовые планеты (температура в атмосфере 1800-2000K и выше), которые по габаритам и массе равны Юпитеру или превосходят его. Они вращаются так близко к своей родной звезде, что их год может занять менее земных суток. Чаще всего это так называемые планеты-глаза, обращенные к звезде всегда одной стороной. Температура на дневной стороне горячего Юпитера может быть на 1-2 тысячи кельвинов выше, чем на ночной (впрочем, и там достаточно жарко).
Открытие в 1995 году первого горячего Юпитера (известного как 51 Pegasi b) принесло двум швейцарским астрономам Нобелевскую премию по физике в 2019 году и привело к волне открытий экзопланет, которая продолжается и по сей день.
Горячие Юпитеры — довольно редкий класс планет, которые обращаются вокруг 1% звезд. Еще реже встречаются двойные горячие Юпитеры. Они существуют в кратных системах с двумя звездами, вращающимися вокруг общего центра масс, при этом у каждой звезды образуется один горячий газовый гигант.
В новом исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal, астроном Йельского университета Малена Райс и ее команда доказали, что долгосрочная эволюция двойных звездных систем может естественным образом привести к образованию горячего Юпитера вокруг каждой звезды.
Этот процесс известен в научной литературе как миграция фон Зайпеля-Лидова-Козаи (ZLK). Модель ZLK предполагает, что в течение длительного периода времени планета с обычной орбитой и наклонением может подвергаться влиянию гравитации относительно удаленного вторичного объекта значительно большей массы. В этом случае относительно холодное небесное тело, само того не желая, приближается к родной звезде и превращается в горячий Юпитер.
На протяжении миллионов лет орбита планеты постепенно растягивается и наклоняется из-за гравитации звезды-компаньона. В конце концов орбита становится настолько вытянутой, что планета начинает проходить очень близко к звезде-хозяйке, где приливные силы быстро забирают орбитальную энергию и сужают орбиту. Несчастный Юпитер возвращается «на круги своя», но вынужден теперь вращаться рядом со звездой, принимая на себя тепло материнской любви.
Механизм ZLK похож на танец. В двойной системе дополнительная звезда может формировать орбиты планет и искривлять их, заставляя планеты смещаться к материнской звезде и разогреваться от ее жара. Мы показываем, как планеты в двойных системах могут проходить зеркальный процесс миграции, так что обе звезды в конечном итоге становятся обладательницами своих горячих Юпитеров.
Источник