Международная группа астрономов обнаружила, что газовые гиганты, как правило, вращаются быстрее более массивных объектов – коричневых карликов. Это открытие помогает понять, как формировались эти небесные тела. Исследование, которое возглавляли учёные из Северо-Западного университета США, опубликовано в The Astronomical Journal.
Астрономы давно предполагали, что масса и скорость вращения планет связаны. В Солнечной системе Юпитер и Сатурн, несмотря на гигантские размеры, совершают полный оборот всего за 10 часов. Чтобы проверить, действует ли эта закономерность за пределами нашей системы, учёные изучили 32 объекта у других звёзд: 6 газовых гигантов и 25 коричневых карликов.
Для наблюдений использовали инструмент KPIC (Keck Planet Imager and Characterizer) в обсерватории Кека на горе Мауна-Кеа на Гавайях. Прибор выделяет свет, идущий напрямую от экзопланеты, и анализирует её спектр. Когда планета вращается, детали её атмосферы вызывают небольшое уширение спектральных линий. По этому эффекту учёные и рассчитывают скорость вращения.
Данные показали, что с поправкой на размер и возраст газовые гиганты вращаются быстрее более тяжёлых коричневых карликов. Яркий пример – система HR 8799. В ней газовый гигант массой около семи Юпитеров вращается в шесть раз быстрее своего соседа, коричневого карлика, который массивнее Юпитера в 24 раза.
Исследователи полагают, что разница в скорости объясняется магнитным полем на ранних стадиях формирования объектов. У более массивного тела, такого как коричневый карлик, магнитное поле сильнее. Оно интенсивнее взаимодействует с окружающим диском из газа и пыли, что со временем замедляет вращение. Таким образом, скорость вращения становится своего рода «летописью», которая хранит информацию о том, как формировался объект десятки и сотни миллионов лет назад.
Эти выводы помогают понять и историю Солнечной системы. То, как распределился момент импульса между планетами при её рождении, в конечном счёте определило всю архитектуру системы, включая скорость вращения и магнитное поле Земли. В дальнейшем команда планирует изучить вращение планет-сирот, не привязанных к звёздам, а также химический состав атмосфер экзопланет. Для этого в 2027 году в обсерватории Кека запустят новый, более чувствительный спектрограф HISPEC.