Астрономы обнаружили вращающуюся вокруг полюсов своей звезды экзопланету

Астрономы обнаружили, что экзопланета TOI-640 b находится на полярной орбите своей звезды. Горячий Юпитер имеет около 60% массы Юпитера и радиус примерно 1,7 юпитерианского. Наклон звезды TOI-640 составляет 184 ± 3, это значит, что экзопланета проходит над полюсами звезды.

Авторами исследования выступили учёные из Орхусского университета в Дании. Работу опубликуют в журнале Astronomy and Astrophysics. 

TOI-640 — двойная система, которая состоит из основной звезды главной последовательности F-типа и красного карлика. Первая — в 1,5 раза массивнее Солнца и в 2 раза больше по радиусу. Звёздная система находится на расстоянии более 1,1 тыс. световых лет от Земли.

Чтобы определить, в какую сторону вращается звезда и находится ли экзопланета на полярной орбите, астрономы используют эффект Росситера-Маклафлина. Он основан на явлениях красного и синего смещения. Во время прохождения экзопланеты перед звездой учёные имеют возможность измерить этот эффект.

Учёные указывают, что подобных TOI-640 b планет достаточно много, чтобы игнорировать их как аномалии. Исследования показывают, что у значительной части горячих юпитеров смещена траектория вращения, как правило, они имеют полярные орбиты.

Авторы статьи 2021 года сообщили, что существует четыре гипотезы появления планет на полярных орбитах. В одной из версий учёные отметили, что приливная диссипация ослабляет наклон планет, однако в некоторых случаях угол наклона останется равным  90°.

Также исследователи полагают, что взаимодействие между звездой, планетой и третьим телом, называемое механизмом Козаи, влияет на наклонение и эксцентриситет планеты, а также способно перевернуть её на ретроградные и прямые орбиты. В случае с TOI-640 возбуждение, вероятно, вызывает красный карлик.

Явление пересечения векового резонанса возникает в начале формирования звёздной системы. Резонанс между проходящей планетой и внешним телом уменьшает массу диска, который только начинает образовываться. Это приводит к изменению наклона планеты до 90°.

Магнитное искривление способно наклонить весь протопланетный диск в перпендикулярную ориентацию. Однако этому процессу могут противодействовать магнитное торможение и дисковые ветры.

По словам авторов работы, эти механизмы объясняют некоторые наблюдаемые полярные орбиты, но не все. Астрономы подчёркивают, что процессы помогают узнать больше об определённых частях распределения, но не способны воспроизвести наблюдения по отдельности.

TOI-640 b обнаружила в январе 2021 года команда космического телескопа TESS.