Виявлено екзопланету витягнутої форми

Екзопланета здійснює оберт навколо своєї зірки лише за одну добу, тому має деформовану форму, схожу на м’яч для регбі.

Це перший випадок виявлення деформації екзопланети, що дає нове уявлення про внутрішню структуру планет, які “притискаються” до своєї зірки, розповідають у Європейському космічному агентстві (ЄКА), передають OstanniPodii.com.

Планета, відома як WASP-103b, розташована в сузір'ї Геркулеса. Вона деформується під дією потужних припливних сил між планетою та її зіркою WASP-103, яка приблизно на 200 градусів гарячіша та у 1,7 раза більша за наше Сонце.

Припливне тягнення

У нас на Землі припливи відбуваються в основному через те, що Місяць злегка тягне нашу планету, коли обертається навколо нас. Сонце також має невеликий, але істотний вплив на приливи, однак воно знаходиться занадто далеко від Землі, щоб викликати серйозні деформації нашої планети. Не можна сказати те ж саме про планету WASP-103b, яка майже вдвічі більша за Юпітер, має 1,5 його маси, та яка обертається навколо своєї зірки менш ніж за добу. Астрономи підозрювали, що така близькість спричинить монументальні припливи, але досі не змогли їх виміряти.

Використовуючи нові дані від космічного телескопа ЄКА “Хеопс” в поєднанні з даними, які вже були отримані космічними телескопами “Хаббл” та “Спітцер”, астрономи тепер змогли визначити, як припливні сили деформують екзопланету WASP-103b зі звичайної сфери у форму м'яча для регбі.

Хеопс вимірює транзити екзопланет – зниження освітленості, яке виникає, коли планета проходить перед своєю зіркою від нашої точки зору. Як правило, вивчення форми кривої світла дозволяє виявити такі деталі про планету, як її розмір. Висока точність Хеопса разом з його гнучкістю наведення, що дозволяє супутнику повертатися до цілі та спостерігати багаторазові транзити, дозволили астрономам виявити хвилинний сигнал припливної деформації WASP-103b. Цю чітку сигнатуру можна використовувати для ще більшого розкриття інформації про планету.

«Неймовірно, що Хеопс справді зміг виявити цю крихітну деформацію», — говорить Жак Ласкар з Паризької обсерваторії, Паризького університету наук та літератури, та співавтор дослідження. «Такий аналіз був проведений вперше, і ми можемо сподіватися, що спостереження протягом більш тривалого інтервалу часу посилить це спостереження то призведе до кращого пізнання внутрішньої структури планети».

Роздута планета

Команда змогла використати транзитну криву світла WASP-103b для виведення параметра – числа Лава – який вимірює розподіл маси всередині планети. Розуміння того, як розподіляється маса, може розкрити деталі внутрішньої структури планети.

«Опір матеріалу до деформації залежить від його складу», — пояснює Сусана Баррос з Інституту астрофізики та наук Іспанії та Університету Порту, Португалія, і провідна авторка дослідження. «Наприклад, тут на Землі ми маємо припливи, викликані Місяцем і Сонцем, але ми можемо бачити припливи лише в океанах. Кам’яниста частина не рухається так сильно. Вимірюючи ступінь деформації планети ми можемо визначити наскільки вона кам’яниста, газоподібна чи водяна».

Число Лава для WASP-103b аналогічне Юпітеру, що дозволяє припустити про подібність внутрішньої структури попри те, що WASP-103b має вдвічі більший радіус.

«В принципі, ми очікували б, що планета з масою в 1,5 раза більше маси Юпітера буде приблизно такого ж розміру, тому WASP-103b має бути дуже роздутою внаслідок нагрівання своєю зіркою та, можливо, інших механізмів», — каже Сусана.

«Якщо ми зможемо підтвердити деталі її внутрішньої структури за допомогою майбутніх спостережень, можливо, ми зможемо краще зрозуміти, що робить її настільки роздутою. Знання розмірів ядра цієї екзопланети також буде важливим для кращого розуміння того, як вона утворилася».

Оскільки невизначеність числа Лава все ще досить висока, для розшифрування деталей знадобляться майбутні спостереження з Хеопсом і космічним телескопом Джеймса Вебба. Надзвичайно висока точність Вебба, який був запущений лише 25 грудня, покращить вимірювання припливної деформації екзопланет, що дозволить краще порівняти ці так звані “гарячі юпітери” та планети-гіганти Сонячної системи.

Таємничий рух

Ще одна загадка оточує WASP-103b. Припливні взаємодії між зіркою та дуже близько розташованою планетою розміром з Юпітер зазвичай призводять до скорочення орбітального періоду планети, поступово наближаючи її до зірки, перш ніж врешті-решт її поглине батьківська зірка. Однак вимірювання WASP-103b, схоже що, вказують на те, що орбітальний період може збільшуватися, і планета повільно віддаляється від зірки. Це вказує на те, що на цю планету впливає щось інше, ніж припливні сили.

Сусана та її колеги розглядали інші потенційні сценарії, наприклад, що зоря-супутник впливає на динаміку системи, або орбіта планети має злегка еліптичну форму. Вони не змогли підтвердити ці сценарії, але й не змогли їх виключити. Також можливо, що орбітальний період насправді зменшується, а не збільшується, але лише додаткові спостереження за проходженнями WASP-103b за допомогою телескопів Хеопса та інших телескопів допоможуть пролити світло на цю таємницю.

«Величина впливу припливної деформації на криву світла транзиту екзопланети дуже мала, але завдяки дуже високій точності Хеопса ми можемо побачити це вперше», — каже Кейт Ісаак, наукова співробітниця проєкту ЄКА по Хеопсу. «Це дослідження є чудовим прикладом дуже різноманітних питань, які вчені-екзопланетники можуть вирішити разом із Хеопсом, що ілюструє важливість цієї гнучкої місії у майбутньому».

Космічна обсерваторія “Хеопс” призначена для вивчення екзопланет та була запущена у грудні 2019 року. Він працює на сонячно-синхронній орбіті висотою близько 700 км. Розміри апарату лише 1.5 × 1.5 × 1.5 метри. Телескоп має діаметр дзеркала 32 см (для прикладу, у “Кепплера” діаметр основного дзеркала 1,4 м), діапазон хвиль — від 330 до 1100 нм.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.