Новый метод раскрывает, как сформировались горячие юпитеры

Первая подтверждённая экзопланета, открытая в 1995 году, оказалась так называемым «горячим юпитером» — гигантской планетой, похожей на Юпитер, но обращающейся вокруг своей звезды всего за несколько дней. Учёные полагают, что такие планеты изначально формируются далеко от своих звёзд, а затем мигрируют внутрь системы. Существуют две основные теории, объясняющие этот процесс: миграция с высоким эксцентриситетом (когда гравитационные взаимодействия вытягивают орбиту, а затем приливные силы её округляют) и миграция в диске (медленное спиральное движение планеты внутрь в протопланетном диске).

Горячие юпитеры могли приблизиться к своим звёздам либо в результате турбулентных гравитационных взаимодействий, либо медленного дрейфа в диске. Исследователи обнаружили, что время, необходимое для округления орбиты планеты, может указать, какой путь она прошла. Автор: AI/ScienceDaily.com

До сих пор было сложно определить, какой из двух сценариев реализовался для конкретной планеты. Команда под руководством аспиранта Юго Каваи и доцента Акихико Фукуи из Токийского университета предложила новый метод, основанный на анализе времени, необходимого для округления орбиты в сценарии миграции с высоким эксцентриситетом.

Исследователи рассчитали это время для более чем 500 известных горячих юпитеров. Оказалось, что около 30 планет имеют круговые орбиты, несмотря на то, что расчётное время их округления превышает возраст их планетных систем. Это означает, что они не могли сформироваться по первому сценарию.

«Обнаружение планет, которые сохранили чёткие свидетельства того, как они мигрировали, крайне важно для восстановления истории планетных систем», — отмечают авторы исследования.

Эти 30 планет также соответствуют другим ожиданиям для миграции в диске: их орбиты не имеют признаков наклона, а многие входят в многопланетные системы, что маловероятно при хаотичной миграции с высоким эксцентриситетом.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как астрономы, сталкиваясь с давней загадкой, находят новый, изящный подход для её решения. Вместо того чтобы искать неуловимые «следы» миграции, которые со временем стираются, они использовали фундаментальную физику процесса как «часы», чтобы отсечь неподходящие сценарии. Теперь у нас есть надёжный способ выделить планеты, которые медленно и спокойно дрейфовали к своей звезде в молодости системы, что открывает путь к изучению условий в протопланетных дисках, в которых они родились.