Далёкая газовая планета-гигант, известная как TIC 241249530 b, представляет собой уникальный объект для изучения, поскольку она находится в процессе трансформации в «горячий Юпитер» и обладает одной из самых необычных орбит, когда-либо наблюдаемых астрономами.

Экзопланета TIC 241249530 b расположена примерно в 998 световых годах от Земли в созвездии Гидры. Она была впервые обнаружена спутником NASA TESS, предназначенным для исследования транзитных экзопланет, в январе 2020 года, когда пересекла диск своей родительской звезды, — это называется транзитным методом обнаружения экзопланет. Планета обращается вокруг своей звезды TIC 241249530, которая является звездой главной последовательности спектрального класса G, похожей на наше Солнце, но немного более холодной и менее массивной. Расстояние между планетой и её звездой составляет около 12% от расстояния между Зёмлей и Солнцем, что эквивалентно примерно 18 миллионам километров. Такая близость означает, что планета совершает один оборот вокруг своей звезды всего за 15,2 земных дня.

Иллюстрация экзопланеты, превращающейся в горячий Юпитер.
Источник: NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva

Однако наиболее экстремальной особенностью орбиты этой планеты является её вытянутость и «сплющенность», или эксцентриситет, который составляет 0,94. Это один из самых высоких эксцентриситетов среди известных экзопланет. Для сравнения, эксцентриситет орбиты Земли составляет всего 0,017. Высокий эксцентриситет TIC 241249530 b приводит к значительным колебаниям расстояния между планетой и её звездой. В перицентре, — ближайшей точке к звезде, — планета находится на расстоянии около 1,5 миллиона километров, что в 10 раз ближе к звезде, чем Меркурий к Солнцу. В апоцентре, — самой дальней точке от звезды, — планета удаляется на расстояние около 36 миллионов километров, что примерно соответствует максимальному расстоянию Земли от Солнца. Такие колебания расстояния приводят к значительным изменениям температуры и погоды на планете, от летнего дня на Земле до достаточно высоких температур, чтобы расплавить свинец.

Ещё одной необычной особенностью орбиты TIC 241249530 b является её ретроградное движение, то есть планета обращается вокруг своей звезды «назад» по сравнению с вращением звезды. Это редко встречается у экзопланет, большинство планет в Солнечной и других планетных системах вращаются в том же направлении, что и их звёзды. Ретроградное движение TIC 241249530 b указывает на то, что её орбита могла быть нарушена гравитационным взаимодействием с другой планетой или звездой в прошлом.

Изображение вытянутой орбиты TIC 241249530 b по сравнению с почти круговой орбитой Земли и Меркурия.
Источник: NOIRLab / NSF / AURA / R. Proctor

Горячие юпитеры — это класс экзопланет, которые вращаются вокруг своих звезд на очень близких расстояниях, год на них длится всего 10 земных дней или меньше. Хотя TIC 241249530 b не является горячим юпитером в настоящее время, астрономы предполагают, что она находится в процессе трансформации в горячий Юпитер. Высокий эксцентриситет орбиты планеты приводит к тому, что она периодически приближается очень близко к своей звезде, что может привести к потере энергии орбиты и постепенному уменьшению эксцентриситета. В конечном итоге орбита планеты может стать более круговой, и планета превратится в горячий Юпитер.

Группа астрономов использовала два инструмента на 3,5-метровом телескопе WIYN в Национальной обсерватории Китт-Пик (KPNO) для наблюдения за TIC 241249530 b. Они использовали сканер экзопланет NN-EXPLORE (NESSI) для удаления аберраций, вызванных атмосферой Земли, и уменьшения шума от других источников. Затем они измерили скорость экзопланеты вокруг звезды с помощью спектрографа NEID. Анализ спектра подтвердил, что масса TIC 241249530 b примерно в пять раз больше массы Юпитера.

Исследование TIC 241249530 b предоставляет уникальную возможность изучить ранние стадии миграции горячих юпитеров и понять, как эти планеты формируются и эволюционируют. Понимание этих процессов может помочь создать более точную картину формирования планетных систем и их эволюции.