Найдена планета, делающая звезду обманчиво старой

Найдена планета, делающая звезду обманчиво старой

24.01.2022 Выкл. Автор Sergey

Планета может сделать звезду, вокруг которой она вращается, намного старше, чем она есть на самом деле, в соответствии с новыми данными космической рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра». Это открытие показывает, как массивная планета может влиять на поведение своей родительской звезды.

Звезда WASP-18 и ее планета WASP-18b расположены примерно на расстоянии в 330 световых лет от Земли. WASP-18b имеет массу в 10 раз большую, чем у Юпитера, и совершает один оборот вокруг своей звезды меньше чем за 23 часа. Планета WASP-18b относится к классу «горячие юпитеры» — экзопланеты или планеты за пределами нашей Солнечной системы.

WASP-18b является первым известным примером орбитальной планеты, которая заставила свою звезду, по массе примерно равную нашему Солнцу, показать черты более старой звезды.

«WASP-18b является особой экзопланетой, — сказал Игнацио Пиллиттери из Национального института астрофизики в Палермо, Италия, который возглавлял исследование. — Это один из самых массивных горячих юпитеров из известных и один из самых близко расположенных к звезде-хозяину, и эти особенности привели к столь неожиданному поведению. Эта планета заставляет свою звезду вести себя так, будто она старше своего реального возраста».

Команда Пиллиттери, основываясь на теоретических моделях и других данных, определила возраст WASP-18 — от 500 миллионов до 2 миллиарда лет. Хотя возраст кажется солидным, по астрономическим стандартам звезда считается молодой. Для сравнения: нашему Солнцу около 5 миллиардов лет, считается, что оно примерно на половине пути своего существования.

Молодые звезды, как правило, более активны, характеризуются сильными магнитными полями, большими вспышками и более интенсивным рентгеновским излучением, чем их старшие собратья. Магнитная активность, горение и рентгеновское излучение связаны с вращением звезды, которое снижается с возрастом. Однако астрономы, долго наблюдавшие с «Чандры» за WASP-18, не обнаружили никаких рентгеновских лучей. Используя установленное отношение между магнитной активностью и рентгеновским излучением звезды, а также ее фактическим возрастом, исследователи определили, что WASP-18 примерно в 100 раз менее активна, чем должна быть.

«Мы считаем, что планета старит звезду, нанося ущерб ее недрам», — сказал соавтор исследования Скотт Уолк из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс.

Исследователи утверждают, что приливные силы, созданные гравитацией крупной планеты (по аналогии с влиянием Луны на приливы Земли, но в более широком масштабе), возможно, нарушили магнитное поле звезды.

Сила магнитного поля зависит от количества конвекции в звезде или того, как сильно горячий газ размешивает содержимое звезды.

«Гравитация планеты может вызвать движения газа в недрах звезды, что ослабляет конвекцию, — сказал соавтор Сальваторе Сциортино из Астрономической обсерватории в Палермо. — Это явление имеет эффект домино. В результате — магнитное поле становится все слабее и звезда преждевременно стареет».

WASP-18 особенно восприимчива к этому эффекту, потому что ее конвекционная зона является более узкой, чем у большинства звезд. Это делает ее более уязвимой к воздействию приливных сил.

Влияние приливных сил планеты также может объяснить необычайно высокое количество лития, найденное в ранних оптических исследованиях WASP-18. Литий обычно в изобилии находится в более молодых звездах, но с течением времени конвекция несет литий в горячие внутренние области звезды, где он разрушается в ходе ядерных реакций. Если конвекция меньше, столько лития не циркулирует вглубь звезды, позволяя большему его количеству выжить.