Планеты типа "горячих Юпитеров" как средство против звездного старения

Группа ученых использовала рентгеновскую обсерваторию Чандра и аппарат XMM-Newton, чтобы проверить, как планеты типа "горячих Юпитеров" могут поддерживать молодость звезды.

Согласно новому исследованию, основанному на данных рентгеновской орбитальной обсерватории "Чандра" и аппарата XMM-Newton ЕКА, экзопланеты, известные как горячие Юпитеры, могут заставлять звезды, которые они принимают, казаться моложе своего реального возраста. На сегодняшний день это лучшее доказательство, объясняющее, как некоторые планеты замедляют процесс старения звезд, вокруг которых они вращаются.

Горячий Юпитер - это внесолнечная планета, масса которой сопоставима с массой Юпитера или превышает ее. В отличие от Солнечной системы, эта планета обычно вращается по орбите очень близко к своей родительской звезде, обычно между 0,5 астрономических единиц и 0,015 астрономических единиц. Она также обладает уникальными характеристиками:

• Очень короткий период революции, менее 10 дней.
• В целом более низкая плотность, чем у Юпитера, из-за высокого уровня инсоляции.
• Сильно круговая орбита.
• Одна дневная сторона, подверженная воздействию света звезды-хозяина, и одна ночная сторона.
• Интенсивное перемешивание атмосферы, производимое высокоскоростными ветрами, которые перераспределяют тепло с дневной стороны на ночную.
• Процесс планетарной миграции, на самом деле материал, присутствующий во внутренних частях протопланетного диска, не таков, чтобы образование газового гиганта in situ было бы возможным.

Звезда с горячим Юпитером в качестве объекта может находиться под влиянием приливных сил, создаваемых экзопланетой. Это, по сути, заставляет звезду вращаться быстрее. Более быстрое вращение может сделать звезду более активной и увеличить рентгеновское излучение - признаки, которые обычно ассоциируются с молодыми звездами.

Бинарные системы и горячие Юпитеры

Однако существует множество факторов, которые могут влиять и определять жизнеспособность звезды. Это одна из причин, по которой астрономам трудно точно определить ее возраст. Следовательно, также становится сложно определить, является ли звезда необычайно активной потому, что на нее влияет близлежащая планета, из-за чего она кажется моложе, чем есть на самом деле, или потому, что она действительно молода.

Важную роль в ответе на эти вопросы играют бинарные системы, в которых звезды формируются одновременно. Поэтому именно они стали объектом изучения в новом исследовании. Команда измерила количество рентгеновского излучения, производимого различными звездами в каталоге, чтобы определить, насколько "молодыми" они кажутся. Для этого были учтены несколько бинарных систем (10 наблюдаемых Чандрой, 6 - XMM-Newton и множество датированных обоими телескопами). Исследование показало, что горячие звезды-хозяева экзопланет Юпитера, как правило, испускают больше рентгеновского излучения, поэтому кажутся более активными, чем их бинарные спутники.

На приведенных выше графиках показаны данные обсерватории Чандра для четырех различных двойных систем. Две системы HD189733 и WASP-77 имеют звезду с горячим Юпитером. С другой стороны, в системах HD46375 и HD109749 есть звезда, на которой находится более далекая планета или меньшая масса, чем у горячего Юпитера.

Звезды с горячими юпитерами явно ярче, чем их двойные спутники, включая обнаружение отсутствующего спутника в WASP-77. Связь между количеством рентгеновских лучей, испускаемых звездой, и типом планеты, которую она содержит, подтверждает, что горячие юпитеры заставляют звезды казаться моложе, чем они есть на самом деле.