Горячий газовый гигант WASP-12b вращается вокруг своей звезды по постоянно сужающейся спирали, что означает для него верную смерть. Потому что всего за несколько миллионов лет, подсчитали астрономы, приливные силы звезды разорвут эту планету на кусочки. WASP-12b - это первый «горячий Юпитер», для которого исследователи теперь ясно предсказали такую «спираль смерти».

Горячий Юпитер WASP-12b уже в опасной близости от своей звезды - и постепенно продолжает приближаться к ней. © NASA/ESA, G. Bacon/ STScI

На расстоянии примерно 600 световых лет от нас вокруг своей звезды и в непосредственной близости от нее вращается WASP-12b - так называемый «горячий Юпитер». Экзопланете нужно только 26 часов, чтобы облететь орбиту вокруг своей звезды, а ее расстояние от звезды составляет всего 3,4 миллиона километров - 1/44 расстояния от Земли до Солнца. И это не обходится без последствий: WASP-12b теряет большое количество газа, который высасывается из него звездой. Кроме того, ее поверхность имеет необычно темный цвет.

Уменьшается ли орбита WASP-12b?

Но WASP-23b имеет еще одну особенность: время ее транзита - то есть время, необходимое для того, чтобы пройти перед своей звездой - с момента ее открытия в 2008 году сократилось на 29 миллисекунд. Это указывает на то, что ее орбита постепенно сужается по спирали, пока в конце концов ее не разорвет и она не будет сожрана звездой. Астрономы уже давно предвидели такой сценарий для таких горячих Юпитеров на узких орбитах.

«Еще с момента открытия первого «горячего Юпитера» в 1995 году мы задались вопросом, как долго могут такие планеты выживать», - говорит Джошуа Винн из Принстонского университета. - «Мы были почти уверены, что гравитационные взаимодействия между звездой и планетой должны будут закрутить ее внутрь и в конечном итоге уничтожить». Но до сих пор еще не представлялось возможности на практике доказать эту «спираль смерти» для горячего Юпитера.

Оккультация как решающий показатель

Но теперь астрономам впервые улыбнулась удача: команда во главе с Уинном и его коллегой Сэмюэлем Йи из Принстонского университета еще раз присмотрелась к WASP-12b. В ходе исследования они оценили несколько транзитов планеты, а также наблюдали пять затмений - фаз, в которых планета проходит за своей звездой и скрывается ею. Причина же этого такова: теоретически, медленное смещение эксцентричной орбиты планеты вокруг звезды может постепенно сокращать время прохождения - даже без того, когда планета находилась бы в «смертельной спирали».

Еще в 2013 году астрономы обнаружили первые признаки того, что звезда WASP-12 высасывает газ из своей планеты и притягивает ее все ближе. © NASA/STScI, Ann Feild

А какой из двух доступных сценариев имеет место, можно различить по времени оккультации, то есть затенения. «Если орбита становится более узкой, интервалы затенения должны уменьшаться на ту же величину, что и интервалы транзита», объясняют исследователи. Если на орбите имеется прецессия, время затенения должно быть большим. Именно это Йи и его коллеги и проверили для WASP-12b.

Первое подтверждение орбитальной «спирали смерти»

Результат оказался таковым: у газового гиганта WASP-12b время транзита и оккультации сокращается. «Основываясь на этих данных, мы уже можем с уверенностью сказать, что эта планета фактически движется по спирали к своей звезде», - говорит Йи. - «Хотя это явление давно предсказывалось для газовых гигантов, близких к своей звезде, таких как WASP-12b, мы впервые наблюдаем этот процесс в действии».

Исследователи считают, что горячий Юпитер со временем достигнет точки, где приливные силы звезды разорвут его на кусочки всего за несколько миллионов лет. «До сих пор никто не мог оценить, сколько времени займет этот процесс - миллионы или миллиарды лет», - говорит Йи. Теперь же благодаря WASP-12b появилась первая подсказка о продолжительности жизни газовых гигантов в таких «спиралях смерти».

Множество других обреченных планет

Новые результаты не только проясняют загадку времени транзитов WASP-12b, но и дают общее представление о развитии горячих Юпитеров. «Довольно быстрая орбитальная деградация означает, что в космосе существует множество горячих Юпитеров, в том числе и которые уже прошли этот процесс», - прокомментировал астроном-эксперт Фредерик Расио из Северо-Западного университета.

Можно даже найти остатки таких уже погибших планет. Потому что, когда приливные силы разрывают такого газового гиганта, первое, что теряется, это его газовая оболочка. То, что от нее остается, - это твердое ядро планеты, которое вращается вокруг звезды как «суперземля» в центре своего газового диска. И действительно, астрономы совсем недавно обнаружили такое планетарное ядро в диске из обломков возле белого карлика.