Астрономы сумели измерить скорость вращения вокруг своей оси планеты за пределами Солнечной системы.
Выяснилось, что газовая планета Бета Живописца b (Р Pictoris b) вращается вокруг своей оси быстрее, чем планеты Солнечной системы — в частности, в 50 раз быстрее Земли. День на Бета Живописца b длится немногим более восьми часов. Её диаметр в 16 раз больше земного, а масса в три тысячи раз больше массы Земли. Открытие совершили голландские ученые из Лейденского университета и Нидерландского Института космических исследований, проанализировав данные, полученные в Европейской южной обсерватории (ESO) на Очень большом телескопе (Very Large Telescope) в Чили.
Экзопланеты (они же внесолнечные) обычно скрыты сиянием материнской звезды, их обнаруживают косвенным путем, однако Бета Живописца b была одной из первых непосредственно увиденных — возможно, потому что сравнительно молода (ей всего около 20 миллионов лет), ещё горяча и поэтому испускает сильное инфракрасное излучение.
К тому же звезда Бета Живописца расположена от нас всего в 19,5 парсека, или 63 световых годах (ее даже можно увидеть невооруженным глазом), а планета обращается на сравнительно большом от нее расстоянии — примерно в два раза дальше, чем Юпитер от Земли. По всей видимости, постепенно экзопланета будет охлаждаться и сжиматься, поэтому скорость ее вращения со временем вырастет, если не вмешаются другие факторы (например, вращение Земли замедляется из-за приливных взаимодействия с Луной и Солнцем).
Новые данные подтверждают зависимость, обнаруженную в Солнечной системе: чем больше масса планеты, тем выше скорость ее вращения вокруг своей оси (исключение составляют Меркурий и Венера). Однако для ученых до сих пор остается загадкой, почему это правило выполняется как для каменистых планет вроде Земли, так и для газовых гигантов вроде Бета Живописца b или Юпитера.
Алексей Огнёв, по материалам Nature news и ESO D0l:10.1038/nature.2014.15132, esol 414
Загрузка...
Ничего особо загадочного здесь нет.
Уменьшение скорости вращения планеты происходит благодаря приливной диссипации. Приливный горб всё время хочет быть направлен на звезду и потому в системе отсчёта, связанной с планетой, горб «бегает» по кругу (по экватору, если экватор не очень сильно уклоняется от эклиптики). Эффективность приливного торможения определяется расстоянием до звезды, массой звезды и параметром k_2/Q, который отражает ампитуду прилива и его лаг (угол между направлениями из центра планеты на звезду и на горб).
У каменистых планет k_2/Q гораздо выше, чем у юпитеров (на один-два, а то и на три порядка). Сообразно, каменистая планета и газовый гигант, расположенные на одном и том же расстоянии от одной и той же звезды, будут тормозить своё вращение с разной эффективностью. Газовая планета будет при прочих равных вращаться быстрее (если только она не расположена настолько близко, что интенсивность приливов позволит ей полностью погасить своё вращение и попасть в спин-орбитальный резонанс — но и в этом случае каменистая планета попадёт в резонанс гораздо быстрее).
К этому добавляется ещё одно важное обстоятельство. В сверхмассивных планетах тяготение самой планеты действует как дополнительная жёсткость: она прижимает приливный горб и уменьшает его лаг. Эта одна из причин, по которой приливное торможение вращения работает менее эффективно в планетах большего размера. Если взять две планеты похожей структуры, то при прочих равных приливное замедления вращения будет, как правило, происходить медленнее в той планете, которая больше, — просто из-за её самогравитации.