«Горячий юпитер» – очень многочисленный, давно известный и лучше всего изученный класс экзопланет. Так называют газовые гиганты, находящиеся на минимальном расстоянии от своих светил. И начать стоит с того, почему об экзопланетах данного класса можно услышать столь часто. Их просто лучше всего видно. Современные методы поиска планет в окрестностях других звёзд плохо работают, если тело удалено и невелико. Гигант же, каждые несколько суток проходящий по диску своего солнца, не заметить трудно.
Много уже известно, и многое уже рассказано – в том числе на моих каналах – и об условиях на горячих юпитерах. Это – безумные условия, при которых планета, всегда повёрнутая к звезде одной стороной, с этой стороны – кипит. С противоположной же стороны кипит слабее. Дожди из сапфиров, вечный пожар, при котором вода разлагается от жара на солнечной стороне, а на ночной кислород снова соединяется в водородом – прилагаются. Температура атмосферы горячих юпитеров часто, если не как правило, выше температуры наружных слоёв вещества в легчайших звёздах – бурых карликах.
Можно добавить, что горячие юпитеры недолговечны, так как теряют атмосферу и сгорают, превращаясь в железные планеты, но это – не загадка. Загадка, откуда они вообще берутся. Крупная планета не может сформироваться в такой близости от звезды.
Не может, потому что условием формирования газового гиганта является возможность использовать на начальных этапах роста планеты, помимо кремниевой и железной пыли, ещё и снег. Хотя бы, водяной. А лучше и газовый тоже. Только снег, – а воды, углекислоты, аммиака, метана и так далее в туманности много больше, чем минеральной пыли, – позволяет планете набрать вес, дающий возможность удержать водород и гелий. Которые, впрочем, тоже тем более склонны к побегу из неглубокой ещё гравитационной ямы, чем выше температура.
И, собственно, во внутренних областях протопланетного диска водорода и гелия вообще мало. Лёгкие молекулы вытесняются излучением молодой звезды в первую очередь.
...То есть, условия для роста газовых по преимуществу планет на низких орбитах отсутствуют. И часто горячий юпитер, действительно, не планета, а планемо, – объект планетарной массы, но родившийся по звёздному сценарию, одновременно со звездой, – когда туманность ещё была холодной. Однако, во многих случаях это – удобное – объяснение по разным причинам не подходит. Подробности были изложены в отдельной публикации, и тут достаточно лишь сказать, что планету от планемо отличить, как правило, можно.
Вопрос встал не сразу. Ибо первые годы астрономы радовались уже тому факту, что видят хоть какие-то экзопланеты. Потом восхищались их экзотичностью и разнообразием. Но пришло и время увиденное как-то объяснять. Объяснить же существование горячих юпитеров (на самом деле их очень мало, – только высокая заметность обуславливает высокое число наблюдений) можно лишь предположив, что, родившись далеко от звезды – за снеговой линией – позже они «провалились» внутрь системы.
В пользу данной гипотезы, кстати, говорит и возраст систем, в которых горячие юпитеры наблюдаются. А звёзды в них совсем не обязательно молоды. То есть, возраст систем может быть много больше, срока, за который планета растеряет атмосферу, находясь на той орбите, где наблюдается.
Следующий очевидный вопрос, – что могло изменить орбиту массивной (и часто очень массивной) планеты? Другие планеты, – внешние, – в результате гравитационной толкотни? Такой сценарий маловероятен, учитывая массу горячего юпитера, а иногда и факт действительно наличия в системе других планет, которые в таком случае из были бы из окрестностей звезды вытолкнуты. По закону сохранения импульса.
Очень массивное планемо или бурый карлик, образовывавшие со звездой двойную систему, подходят на роль «противовеса» лучше. Но они-то, скорее, столкнув юпитер с орбиты, сами бы в системе остались. Чего, обычно, не наблюдается.
Третий вариант менее очевиден и следует лишь из громоздкой математики, моделирующей рождение планетной системы. В определённых и не слишком тривиальных условиях «противовесом», толкнув который наружу, планета может откатиться внутрь, к звезде, способна выступить масса внешней части ещё не успевшего превратиться в ожерелья планетоидов протопланетного диска.
...Но в последнем случае в системе с горячим юпитером не будет других планет, а возраст системы, – раз уж юпитер «не выгорел» на низкой орбите, – окажется мал. Ведь метод работает только на этапе формирования системы… Что делает любой из сценариев противоречащим каким-то из наблюдений.
В этом и заключается загадка.
Разгадка же, скорее всего, достаточно проста. В разных случаях газовые гиганты мигрируют на низкие орбиты разными способами. Перечень которых может быть шире, нежели описано, ибо звёзды, обычно, рождаются в скоплениях, позже рассеивающихся.