A&A: «Горячий Юпитер» опроверг теорию формирования планетарных систем

Открытие двух новых планет за пределами нашей Солнечной системы группой астрономов из Уорикского университета и Женевского университета бросает вызов научному пониманию того, как формируются планетарные системы.

Существование этих двух экзопланет — внутренней суперземли и внешней ледяной планеты-гиганта — в системе WASP-132 переворачивает общепринятые парадигмы формирования и эволюции планетных систем типа «горячий Юпитер».

Результаты опубликованы в издании Astronomy & Astrophysics.

Горячие Юпитеры — это планеты с массой, схожей с массой Юпитера, но вращающиеся ближе к своей звезде, чем Меркурий вращается вокруг Солнца. Для формирования этих планет-гигантов там, где они наблюдаются, недостаточно газа и пыли, поэтому общепринятая теория гласит, что они зарождаются далеко от своей звезды и мигрируют внутрь планетной системы по мере ее развития.

До сих пор считалось, что горячие юпитеры вращаются вокруг своей звезды в одиночку, поскольку миграция к звезде привела бы к выбросу других планет в системе. Недавние наблюдения исследовательской группы за двумя дополнительными планетами в системе WASP-132 ставят под сомнение эту теорию.

Дэвид Армстронг, доцент кафедры физики Уорикского университета, сказал:

Обнаружение внутренней суперземли было захватывающим, поскольку планеты, расположенные внутри горячих юпитеров, встречаются особенно редко. Мы провели интенсивную кампанию с использованием самых современных приборов, чтобы определить ее массу, плотность и состав, и обнаружили планету с плотностью, схожей с плотностью Земли.

Это планетарное открытие придает системе WASP-132 дополнительную сложность, поскольку миграция горячего Юпитера к своей звезде в результате динамических возмущений дестабилизирует орбиты двух других планет. Это позволяет предположить более стабильный «холодный» путь миграции горячего Юпитера в протопланетном диске, который окружает молодую звезду и является местом формирования планет.

Система WASP-132 — замечательная лаборатория для изучения формирования и эволюции многопланетных систем. Открытие горячего Юпитера наряду с внутренней суперземлей и далеким гигантом ставит под сомнение наше понимание формирования и эволюции этих систем. Мы впервые наблюдаем такую конфигурацию, — говорит Франсуа Буши, доцент кафедры астрономии факультета естественных наук УНИГЕ.

Горячий Юпитер обращается вокруг своей звезды за семь дней и три часа; суперземля (скалистая планета, масса которой в шесть раз больше массы Земли) обращается вокруг звезды всего за 24 часа и 17 минут; а ледяной гигант (масса которого в пять раз больше массы Юпитера) обращается вокруг звезды-хозяина за пять лет. Точные измерения радиуса и массы также позволили определить плотность и внутренний состав планет. В составе суперземли преобладают металлы и силикаты, аналогичные земным.

Наблюдения за WASP-132 продолжаются, а спутник ЕКА Gaia с 2014 года измеряет мельчайшие изменения в положении звезд с целью обнаружения их планетарных компаньонов и внешних коричневых карликов.

Ранее ученые нашли на «горячем Юпитере» кремниевые облака.

Иллюстрация: Художественная интерпретация. Внутренняя суперземля, проходящая перед оранжевой звездой-хозяином, и ледяная планета-гигант на периферии системы. Источник: Thibaut Roger — Université de Genève.

15.01.2025