В нашей Солнечной системе орбиты всех планет имеют схожую ориентацию. Плоскости их орбит отличаются на несколько градусов, но в целом все планеты вращаются в одном направлении. Эта неизменная плоскость, как известно, также имеет ориентацию в пределах нескольких градусов от плоскости вращения Солнца. Большинство планетных систем имеют схожее расположение, где орбиты планет и вращение звезд примерно совпадают, но несколько экзопланет нарушают эту тенденцию, и мы не совсем понимаем, почему.
Общая ориентация внутри планетарной системы имеет смысл, учитывая то, как формируются планетарные системы. Протозвездное облако, из которого формируется звезда и ее планеты, обычно обладает некоторым внутренним вращательным моментом. Когда звезда начинает коалесцировать, вокруг нее формируется протопланетный диск. Поскольку планеты формируются внутри этого диска, все они имеют схожие орбиты. В двоичных или многозвездных системах все может быть сложнее, но можно ожидать, что однозвездные планетные системы будут иметь неизменную плоскость, подобную нашей. Однако это не так для планетарной системы, известной как WASP-131, как показало недавнее исследование.
Известно, что у WASP-131 есть по крайней мере одна планета - 131b. Это горячая газовая планета с массой чуть меньше массы Сатурна, которая движется по орбите 131b каждые пять дней. Предыдущие исследования 131b показали, что планета необычна из-за толщины ее атмосферы. Хотя ее масса составляет лишь четверть массы Юпитера, ее диаметр на 20% больше, чем у Юпитера. 131b имеет настолько низкую плотность для газовой планеты, что ее называют суперпухлой планетой.
Планета была обнаружена транзитным методом, что означает, что она проходит перед своей звездой с нашей точки зрения. Это эффективный способ поиска экзопланет, но он также может быть использован для проверки вращательного движения звезды. Из-за вращения звезды свет, исходящий из области звезды, вращающейся к нам, немного смещен в голубую сторону, а свет из области, вращающейся от нас, немного смещен в красную сторону. Это означает, что спектральные линии звезды немного размыты. Этот эффект известен как доплеровское уширение. Когда планета проходит перед звездой, она поочередно блокирует часть сине-смещенных и красно-смещенных областей. Это приводит к тому, что спектральные линии звезды немного смещаются. Этот эффект Росситера-Маклафлина, как известно, позволяет астрономам измерить ориентацию вращения звезды.
Когда команда проанализировала вращение WASP-131, они обнаружили, что оно не похоже на вращение ее планеты. Орбита 131b наклонена примерно на 160 градусов от плоскости вращения звезды, что означает, что она находится на высокой, почти полярной ретроградной орбите. Конечно, возникает вопрос, как планета могла получить такую странную орбиту.
Одна из идей - процесс, известный как эффект Козаи. Динамические взаимодействия между планетой, ее звездой и другими планетами в системе могут привести к смещению орбиты в сторону от неизменной планеты. Мы видим это в нашей собственной Солнечной системе с Плутоном и Нептуном, которые со временем наклонили орбиту Плутона. Однако эффект Козаи более выражен у малых планет, и одного взаимодействия между планетой и звездой недостаточно для объяснения такой наклонной орбиты. Другая возможность - магнитное взаимодействие между планетой и протопланетным диском в начале периода ее формирования.
Хотя механизм, лежащий в основе странной орбиты, неясен, она соответствует закономерности, наблюдаемой у многих экзопланет из горячего газа. Около четверти из них имеют значительно наклоненные орбиты. Похоже, что эти планеты иногда выходят за пределы своей орбиты.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20230502180620
Обозрение "Terra & Comp".
