< Ученые выяснили, как сформировались речные долины на Марсе

Орбита молодого гиганта HIP 67533 b мало наклонена к экватору звезды

Наклонение орбиты молодого (возрастом всего 17 млн. лет) горячего юпитера HIP 67533 b к экватору звезды составляет всего ~5.1°. Это означает, что он оказался на своей текущей орбите в результате спокойной миграции в протопланетном диске.

---

Владислава Ананьева

По современным представлениям, планеты-гиганты формируются в протопланетном диске за снеговой линией, где благодаря конденсации ледяных пылинок скачком возрастает плотность пыли. Чтобы стать горячим юпитером, новорожденному гиганту надо значительно приблизиться к своей звезде. Хорошо проработаны две гипотезы такого перемещения – эксцентричная миграция и спокойная миграция в протопланетном диске, пока тот не рассеялся. Согласно первой гипотезе, после эпизода планет-планетного рассеяния или гравитационного взаимодействия со звездой-компаньоном планета сначала переходит на высокоэксцентричную орбиту с низким перицентром, которая затем скругляется приливными силами. По второй гипотезе, планета-гигант формирует в еще не рассеявшемся протопланетном диске волны плотности, взаимодействие с которыми заставляет его плавно по спирали приближаться к своей звезде. Миграция такого рода происходит, пока диск не рассеялся, т.е. на самых ранних этапах эволюции планетной системы, тогда как высокоэксцентричная миграция может длиться миллиарды лет. После эксцентричной миграции горячий юпитер может оказаться на резко наклоненной, полярной или даже ретроградной орбите, тогда как после спокойной миграции в диске его орбита будет мало наклонена к звездному экватору. 

Предложенные гипотезы являются конкурирующими, но, судя по всему, в природе реализуются оба механизма. Известно несколько планет-гигантов с высокими эксцентриситетами, а также значительное количество горячих юпитеров на резко наклоненных орбитах. С другой стороны, возраст некоторых горячих юпитеров так мал, что они просто не смогли бы оказаться на своих текущих орбитах путем эксцентричной миграции. Одной из таких планет является молодой гигант HIP 67533 b, чей возраст оценивается всего в 17 ± 2 млн. лет. Планета была обнаружена TESS и прошла процедуру валидации, при радиусе 0.93 ± 0.04 радиусов Юпитера ее масса не превышает 5 масс Юпитера. Более точно измерить массу планеты не удалось из-за быстрого вращения и бурной активности молодой родительской звезды.

10 сентября 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная измерению наклона орбиты HIP 67533 b методом т.н. доплеровской томографии (измерения профиля линий в спектре звезды во время транзита планеты). Авторы оценили проекцию на небесную сферу угла между нормалью к плоскости орбиты планеты и осью вращения звезды в 5.1 ^+2.5/_-3.7°. На данный момент это самая молодая экзопланета, чье наклонение к экватору звезды было более-менее точно измерено. 

Авторы отмечают, что у молодых горячих юпитеров возрастом менее 100 млн. лет наклонение обычно невелико, что говорит о способе их миграции. При этом планеты зрелого возраста могут иметь и малые, и большие наклонения вплоть до ретроградных орбит.

---