Планета может сделать звезду, вокруг которой она вращается, намного старше, чем она есть на самом деле, в соответствии с новыми данными космической рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра». Это открытие показывает, как массивная планета может влиять на поведение своей родительской звезды.
Звезда WASP-18 и ее планета WASP-18b расположены примерно на расстоянии в 330 световых лет от Земли. WASP-18b имеет массу в 10 раз большую, чем у Юпитера, и совершает один оборот вокруг своей звезды меньше чем за 23 часа. Планета WASP-18b относится к классу «горячие юпитеры» — экзопланеты или планеты за пределами нашей Солнечной системы.
WASP-18b является первым известным примером орбитальной планеты, которая заставила свою звезду, по массе примерно равную нашему Солнцу, показать черты более старой звезды.
«WASP-18b является особой экзопланетой, — сказал Игнацио Пиллиттери из Национального института астрофизики в Палермо, Италия, который возглавлял исследование. — Это один из самых массивных горячих юпитеров из известных и один из самых близко расположенных к звезде-хозяину, и эти особенности привели к столь неожиданному поведению. Эта планета заставляет свою звезду вести себя так, будто она старше своего реального возраста».
Команда Пиллиттери, основываясь на теоретических моделях и других данных, определила возраст WASP-18 — от 500 миллионов до 2 миллиарда лет. Хотя возраст кажется солидным, по астрономическим стандартам звезда считается молодой. Для сравнения: нашему Солнцу около 5 миллиардов лет, считается, что оно примерно на половине пути своего существования.
Молодые звезды, как правило, более активны, характеризуются сильными магнитными полями, большими вспышками и более интенсивным рентгеновским излучением, чем их старшие собратья. Магнитная активность, горение и рентгеновское излучение связаны с вращением звезды, которое снижается с возрастом. Однако астрономы, долго наблюдавшие с «Чандры» за WASP-18, не обнаружили никаких рентгеновских лучей. Используя установленное отношение между магнитной активностью и рентгеновским излучением звезды, а также ее фактическим возрастом, исследователи определили, что WASP-18 примерно в 100 раз менее активна, чем должна быть.
«Мы считаем, что планета старит звезду, нанося ущерб ее недрам», — сказал соавтор исследования Скотт Уолк из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс.
Исследователи утверждают, что приливные силы, созданные гравитацией крупной планеты (по аналогии с влиянием Луны на приливы Земли, но в более широком масштабе), возможно, нарушили магнитное поле звезды.
Сила магнитного поля зависит от количества конвекции в звезде или того, как сильно горячий газ размешивает содержимое звезды.
«Гравитация планеты может вызвать движения газа в недрах звезды, что ослабляет конвекцию, — сказал соавтор Сальваторе Сциортино из Астрономической обсерватории в Палермо. — Это явление имеет эффект домино. В результате — магнитное поле становится все слабее и звезда преждевременно стареет».
WASP-18 особенно восприимчива к этому эффекту, потому что ее конвекционная зона является более узкой, чем у большинства звезд. Это делает ее более уязвимой к воздействию приливных сил.
Влияние приливных сил планеты также может объяснить необычайно высокое количество лития, найденное в ранних оптических исследованиях WASP-18. Литий обычно в изобилии находится в более молодых звездах, но с течением времени конвекция несет литий в горячие внутренние области звезды, где он разрушается в ходе ядерных реакций. Если конвекция меньше, столько лития не циркулирует вглубь звезды, позволяя большему его количеству выжить.
Sergey