< НАСА приступило к разработке зонда "Европа-Клипер"

WASP-121 b: горячий юпитер на полярной орбите, находящийся на грани приливного разрушения

Наземный транзитный обзор WASP-South объявил об открытии планеты, вращающейся вокруг своей звезды на расстоянии, всего на 15% превышающем предел Роша. Иначе говоря, новая планета находится на грани приливного разрушения, ее форма должна заметно отличаться от сферы.

---

Владислава Ананьева

Большинство горячих юпитеров, обнаруженных наземными транзитными обзорами, имеют орбитальные периоды 3-4 земных суток. Планет на более тесных орбитах (менее 2 суток) известно гораздо меньше, и этот недостаток – отнюдь не следствие наблюдательной селекции, напротив, планеты на самых близких к звезде орбитах обнаруживать легче всего. Что же мешает планетам располагаться совсем близко к своим звездам? По-видимому, тут важную роль начинают играть приливные силы. Известно всего несколько планет, вращающихся вокруг своих звезд на расстоянии, меньшем удвоенного предела Роша – т.е. расстояния, на котором планета оказалась бы немедленно разорвана приливными силами. Изучение таких планет позволяет оценить добротность звезд Q (stellar tidal dissipation factor), которую очень трудно определить на основании модельных расчетов (так, различные теоретические модели строения звезд предсказывают величину Q в диапазоне от 10⁵ до 10⁹).

9 июня 2015 года в Архиве электронных препринтов появилась статья европейских астрономов, работающих в рамках наземного транзитного обзора WASP-South, посвященная открытию транзитного горячего юпитера WASP-121 b, чья большая полуось орбиты всего на 15% больше предела Роша родительской звезды. Планета вращается на расстоянии всего 3.75 звездных радиусов!

WASP-121 – звезда главной последовательности спектрального класса F6 V, удаленная от  нас на 270 ± 90 пк. Ее масса оценивается в 1.35 ± 0.08 солнечных масс, радиус – в 1.46 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость в 3.3 ± 0.3 раза превышает солнечную. Звезда быстро вращается – один оборот вокруг своей оси она делает или за 0.89, или за 1.13 земных суток (на соответствующей периодиограмме два сильных пика, и пока не ясно, какой из них отвечает за период вращения звезды). Однако линейная скорость вращения, измеренная по уширению линий в спектре, сравнительно невелика, что говорит о том, что мы наблюдаем эту звезду примерно со стороны полюса. Возраст WASP-121 достаточно неопределенно оценивается в 1.5 ± 1 млрд. лет.

Масса горячего юпитера WASP-121 b составляет 1.18 ± 0.06 масс Юпитера, а радиус достигает 1.81 ± 0.04 радиусов Юпитера, что приводит к средней плотности 0.20 ± 0.01 г/куб.см (а с учетом несферичности планеты – 0.183 ± 0.016 г/куб.см). Гигант вращается вокруг своей звезды на расстоянии всего 0.0254 ± 0.0005 а.е. (3.75 звездных радиусов!) и делает один оборот за 1.27493 земных суток. Эффективная температура планеты составляет 2358 ± 52К. Измерение эффекта Мак-Лафлина позволило определить наклонение орбиты планеты к оси вращения звезды (точнее, проекцию этого угла на небесную сферу) – оно оказалось равным 258 ± 6°. Это подтверждает вывод о том, что звезда обращена к нам примерно полюсом, а планета находится на полярной орбите.

Близость планеты к пределу Роша звезды приводит к заметной несферичности ее формы. По расчетам авторов статьи, радиус планеты в подзвездной точке достигает 2.01 ± 0.07 радиусов Юпитера, радиус в антизвездной точке – 2.00 ± 0.07 радиусов Юпитера, а полярный радиус – всего 1.79 ± 0.04 радиусов Юпитера.

---