Космический телескоп TESS обнаружил экзопланету с ультракоротким периодом — это деформированная суперземля TOI-2431b, поверхность которой находится в расплавленном состоянии. Ожидается, что примерно через 31 миллион лет экзопланета, двигаясь по спиральной траектории, окажется разрушена приливными силами со стороны звезды. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Экзопланеты с ультракоротким периодом обращаются вокруг своих звезд менее чем за одни земные сутки. К настоящему времени подтверждено существование около полутора сотен подобных объектов, большинство из них обладают радиусом менее двух радиусов Земли и могут быть скалистыми телами. Предполагается, что распространенность таких экзопланет может быть связана со спектральным типом звезды, в частности у красных карликов они обнаруживаются заметно чаще, чем у звезд G и F типов. Кроме того, экзопланеты с ультракоротким периодом часто встречаются в компактных мультипланетных системах.
До сих пор нет четкого понимания того, как возникают подобные тела, однако предполагается, что формируются они дальше от звезд, а на текущие орбиты мигрировали за счет разных механизмов. Первоначально эти экзопланеты могли быть суперземлями, либо ядрами суперземель или планет с газовыми оболочками, которые подверглись атмосферной эрозии и сильному нагреву потоками излучения от звезды. Близость к звезде может также порождать распад орбиты за счет приливных взаимодействий.
Группа астрономов во главе с Каем Хан Ташем (Kaya Han Taş) из Амстердамского университета сообщила о подтверждении открытия еще одной экзопланеты с ультракоротким периодом. Первоначально транзит TOI-2431b по своей звезде заметил космический телескоп TESS, подтверждили открытие методом радиальных скоростей при помощи спектрографов NEID и HPF на наземных телескопах.
Родительская звезда экзопланеты представляет собой яркий оранжевый карлик типа K7, расположенный в 117,4 световых годах от Солнца. Вблизи светила не наблюдаются фоновые звезды, которые могли бы исказить данные наблюдений. Масса звезды составляет 0,66 массы Солнца, а расчетный возраст — около двух миллиардов лет.
Вокруг звезды с периодом 5 часов и 22 минуты обращается экзопланета с массой 6,2 массы Земли и радиусом 1,536 радиуса Земли. Это делает ее экзопланетой с одним из самых коротких орбитальных периодов, которая также вписывается в модель скалистого тела, чья средняя объемная плотность немного выше земной. Равновесная температура экзопланеты (в предположении нулевого альбедо Бонда) составляет около 2063 кельвин, что говорит о полном или частичном расплавлении поверхностного слоя. В системе также не замечено явных признаков наличия других транзитных экзопланет.
Расчеты показывают, что орбитальный период планеты немного больше, чем период, задаваемый пределом Роша (критическая орбита планеты с заданной плотностью до разрушения приливными силами со стороны звезды), который составляет 4,11 часа. TOI-2431b находится в приливном захвате, а ее короткая ось на девять процентов меньше длинной, что говорит о заметной деформации. Через 31 миллион лет суперземля, двигаясь уже не по замкнутой, а по спиральной траектории, окажется достаточно близко к звезде, чтобы приливные силы оказались способны разрушить ее полностью.
Сам процесс разрушения экзопланет звездами уже наблюдался напрямую, причем он может быть достаточно распространенным явлением в нашей галактике.