Где-то в созвездии Аурига наступает конец света. К счастью, WASP-12b - негостеприимная планета, поэтому все жертвы ограничатся газообразными взрывами апокалиптического масштаба. Несмотря на то, что по объему талии она вдвое больше Юпитера и вдвое тяжелее его, эта гигантская экзопланета живет так близко к своей звезде, что пролетает вокруг нее один раз за каждый (земной) день. Она также кажется темнее свежего асфальта, задерживая почти весь падающий на нее свет в виде тепла.
Такая жаркая, стремительная и темная погода имеет и обратную сторону: В таких условиях атмосфера горит так интенсивно, что не может удержать себя в руках. "Планета настолько горячая, что внешние слои накачиваются", - говорит Сэмюэль Йи, астрофизик из Принстонского университета. В конце концов, части атмосферы планеты настолько отдаляются от ее ядра, что падают на голодную звезду-хозяина". В 2010 году исследователи дали планете всего десять миллионов лет жизни.
Но согласно новому исследованию, WASP-12b, возможно, не осталось и этого времени. По мере того, как она превращается в ничто, отдельный гравитационный эффект также тянет планету к ее звезде, которая разорвет ее на части, возможно, через 3 миллиона лет, утверждают Йи и его коллеги в своей последней работе. Астрономы давно подозревали, что такие планеты, известные как "горячие юпитеры", должны быть особенно подвержены этой участи, но спираль смерти WASP-12b является первым подтверждением этого.
Исследователи обнаружили WASP-12b в 2008 году, когда ее прохождение перед звездой приглушило свет хозяина, вызвав ежедневное мерцание. Последующие наблюдения также показали, что тепло планеты заставляет ее светиться, что позволило астрономам определить, когда она исчезает за звездой.
После нескольких лет тщательных исследований, проведенных многочисленными группами, астрономы заметили, что звезда не мерцает с идеальной регулярностью. Скорее, Солнце начинало тускнеть все раньше и раньше. Сначала исследователи задались вопросом, не вмешивается ли вторая, невидимая планета в орбиту WASP-12b, но после дальнейших наблюдений сообщество остановилось на двух вариантах: либо планета прочерчивает овальный путь, и концы этого овала также медленно движутся вокруг Солнца, либо планета приближается к своей звезде, и ее орбиты становятся короче.
Новое исследование, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal Letters, разрешает эти споры. Исследователи представили новые данные десяти транзитов (когда планета проходит перед звездой) и четырех "оккультиваций" (когда она проскальзывает позади). Если бы орбитальный овал WASP12-b был поворотным, то время исчезновений планеты отличалось бы от времени транзитов, поскольку скорость планеты больше меняется на эллиптической орбите. По словам Йи, объединив новые данные с историческим каталогом около 160 транзитов и оккультизмов, команда показала, что оба события происходят все раньше и раньше - почти верный признак того, что путь планеты сокращается с каждой новой орбитой.
Наблюдения показывают, что каждый земной год планета движется по орбите звезды примерно на 30 миллисекунд быстрее. За последнее десятилетие эти незаметные ускорения накапливались, сдвигая начало транзитов WASP-12b в целом более чем на семь минут, говорит Йи. Он и его коллеги предсказывают, что в ближайшие три-три с половиной миллиона лет (это лишь всплеск в миллиардном периоде жизни системы) планета погрузится так близко к своей звезде, что возросшая интенсивность гравитационных сил разорвет ее на части.
Надвигающаяся гибель WASP-12b является первым событием в астрономии экзопланет и предоставляет редкую возможность заглянуть внутрь звезды, изучая ее приливы и отливы.
Эта инопланетная планета падает к своей звезде по той же причине, по которой наша Луна удаляется от Земли. Поскольку Луна гравитационно растягивает нашу планету, она поднимает океаны вокруг экватора, создавая приливную выпуклость. Земля вращается быстрее, чем Луна, поэтому эта выпуклость находится немного впереди Луны. Все объекты гравитационно притягиваются друг к другу, и дополнительный объем от поднявшихся океанов действует как морковка перед Луной, вращая ее быстрее и выталкивая на более высокую орбиту. Благодаря этому эффекту Луна каждый год перемещается на дюйм или два дальше в космос.
WASP-12b достаточно велик и достаточно близок к своей звезде, чтобы действовать так же, как Луна действует на Землю, поднимая прилив в самом звездном материале (приливы растягивают всю планету, сушу и море, в небольшую, похожую на футбольный мяч форму. Однако сдвиг заметен нам только в океанах). Однако звезда вращается гораздо медленнее планеты, поэтому приливное танго происходит в обратном направлении. Выпуклость звезды отстает от WASP-12b, замедляя ее вращение и втягивая ее внутрь на более низкую орбиту.
В то время как выпуклость Земли зависит от того, как ее океаны трутся о дно океана, точная структура приливов на желтой карликовой звезде WASP-12b остается загадочной. "В звезде нет ни океана, ни поверхности, так что же происходит на самом деле", - спрашивает Йи.
По его словам, передача энергии от планеты к звезде должна осуществляться с помощью каких-то звездных волн, поэтому более точное измерение спирали WASP-12b поможет исследователям получить представление о внутренней структуре звезды-хозяина. Текущий прогноз для планеты на три миллиона лет уже примерно в 10 раз короче, чем предсказывают простые расчеты, что указывает на то, что у звезды, возможно, заканчивается топливо и она вступает в завершающую стадию своей жизни.
В более широком плане Йи и его коллеги задаются вопросом, не погубили ли спирали, вызванные приливными силами, другие экзопланеты. Исследования, проведенные в прошлом году, показали, что звезды, в которых обитают горячие юпитеры, как правило, молодые, возможно, потому, что более старые звезды уже уничтожили своих планетарных компаньонов. Другие исследователи предполагают, что обилие тяжелых элементов в некоторых звездах может служить местом последнего упокоения погибших планет, говорит Йи. Только дальнейшие наблюдения за другими близкими орбитальными гигантами помогут ученым лучше понять их судьбу.
"Это всего лишь одна конкретная планета вокруг одной конкретной звезды", - говорит Йи, - "но когда мы получим больше примеров, мы сможем понять, является ли это странной ситуацией или большинство [горячих юпитеров] оказываются такими".