NGTS-10 b: горячий юпитер с самым коротким орбитальным периодом
Категория: ЭкзопланетыПланета находится на грани приливного разрушения и через ~38 млн. лет будет разорвана приливными силами.
Владислава Ананьева
К настоящему времени известно более 4 тыс. транзитных экзопланет, из которых 337 было открыто наземными транзитными обзорами, такими, как SuperWASP, HATNet, KELT и др. Подавляющее большинство этих планет являются горячими гигантами – их массы превышают 0.1 масс Юпитера, а орбитальные периоды короче 10 земных суток.
Казалось бы – чем короче орбитальный период, тем выше геометрическая вероятность транзитной конфигурации, поэтому наиболее короткопериодические планеты должны встречаться чаще всего. Однако это не так – из 337 планет только 6 имеют орбитальные периоды короче 1 земных суток. Это говорит о большой редкости подобных объектов. Ультракороткопериодические планеты – идеальная природная лаборатория по изучению приливного взаимодействия между планетой и родительской звездой.
30 сентября 2019 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию самого короткопериодичного горячего юпитера из известных на данный момент – NGTS-10 b. Его орбитальный период составляет всего P = 0.766891 суток (18 часов 24 минуты 19.4 секунды)! Горячий юпитер WASP-19 b с периодом 0.788839 земных суток стал теперь вторым.
Наземный транзитный обзор NGTS опирается на фотометрические измерения, собираемые комплексом 12 одинаковых 20-сантиметровых автоматических телескопов в широкой спектральной полосе от зеленых до инфракрасных лучей (550-880 нм). Основные цели обзора – оранжевые и ранние красные карлики.
Блеск звезды NGTS-10 измерялся в течение 237 ночей в период с 21 сентября 2015 года по 14 мая 2016 года. После обнаружения транзитного кандидата звезда прошла стандартную процедуру валидации. Окончательное подтверждение планетной природы кандидата и измерение его массы было проведено методом лучевых скоростей с помощью спектрографа HARPS.
NGTS-10 – оранжевый карлик спектрального класса K5 V, удаленный от нас на 325 ± 29 пк. Его масса оценивается в 0.696 ± 0.04 солнечных масс, радиус – в 0.697 ± 0.036 солнечных радиусов, светимость примерно в 6 раз меньше светимости Солнца. Звезда отличается древним возрастом в 10.4 ± 2.5 млрд. лет, однако содержание тяжелых элементов в ее составе близко к солнечному. На расстоянии 1.2 угловых секунд от NGTS-10 находится звезда заднего фона спектрального класса F, которая попадает на тот же пиксель матрицы телескопа. Физически звезды никак не связаны. Световое загрязнение, создаваемое соседкой, было учтено для правильного определения параметров планеты NGTS-10 b.
Масса гиганта NGTS-10 b достигает 2.16 ± 0.1 масс Юпитера, что при радиусе 1.21 +0.11/-0.08 радиусов Юпитера приводит к средней плотности 1.43 +0.35/-0.40 г/куб.см. Радиус определен не очень точно из-за скользящего характера транзитов (планета не целиком заходит на диск звезды). Гигант вращается вокруг своей звезды по круговой орбите на расстоянии всего 0.0143 ± 0.001 а.е. (~4.45 звездных радиусов) и нагрет до температуры 1332 ± 54К. Большая полуось орбиты всего в 1.46 ± 0.18 раза превышает предел Роша – еще немного, и планета была бы разорвана приливными силами.
- Планета NGTS-10 b (показана красной звездой) на плоскости «орбитальный период – масса» (слева) и «масса – радиус» (справа) среди других транзитных экзопланет с массами выше 0.1 масс Юпитера и периодами короче 10 суток.
NGTS-10 b вращается вокруг своей звезды гораздо быстрее ее осевого вращения, а значит, тормозится приливными силами и постепенно по спирали приближается к звезде. Ожидаемые темпы изменения орбитального периода таковы, что их можно будет зафиксировать в ближайшие десятилетия. По расчетам авторов, через 10 лет орбитальный период NGTS-10 b может уменьшиться на 7 секунд, а еще через 38 млн. лет планета будет разорвана.
Источник: https://arxiv.org/pdf/1909.12424.pdf