Горячие юпитеры — это экзопланеты-газовые гиганты, которые вращаются вокруг своей звезды на небольшом расстоянии. В отличие от нашего Юпитера, который излучает больше тепла, чем получает от Солнца, горячие юпитеры получают больше тепла от своей звезды, чем от внутренних процессов. В результате температура их поверхности может достигать 1 000 °К, а не 160 °К, как у Юпитера. Это один из наиболее распространенных типов экзопланет и самый простой тип экзопланет для обнаружения.
Большинство горячих юпитеров вращаются вокруг красных карликовых звезд, что означает, что они получают много инфракрасного света для поддержания тепла. Но это также означает, что они могут легко излучать тепло для поддержания стабильной температуры. Один из распространенных побочных эффектов горячего юпитера — верхние слои его атмосферы разбухают и испаряются, создавая либо разреженный, «пушистый» мир с низкой плотностью, либо плотный мир, лишенный легких элементов — в зависимости от того, на какой стадии развития находится планета.
Есть несколько подобных миров с чрезвычайно горячими поверхностями; настолько, что они кажутся больше похожими на звезды, чем на планеты. В 2017 году астрономы обнаружили горячий юпитер KELT-9b. Он вращается вокруг яркой голубой звезды так близко к ней, что его период обращения составляет всего 1,5 дня. Это означает, что планета находится в приливном захвате со своей звездой, а температура на стороне звезды достигает более 4 600 °К. При такой температуре молекулы в её атмосфере распадаются, создавая область высокого давления, которое гонит атомы на темную сторону планеты, где они вновь соединяются в молекулы. Температура поверхности большинства звезд в нашей галактике ниже, чем на близкой к звезде стороне планеты. KELT-9b считалась экзопланетой с самой высокой температурой поверхности, но недавно был обнаружен новый мир, который ещё горячее.
Этот новый мир вращается вокруг звезды под названием WD 0032?317, которая не относится к звёздам главной последовательности. Это белый карлик с массой примерно в два раза меньше массы Солнца и температурой поверхности 37 000 °К. Это очень жарко даже для белого карлика, что означает, что звезда, вероятно, покинула главную последовательность менее миллиона лет назад. Её компаньон — коричневый карлик массой около 75 масс юпитера, так что технически это не планета, но и не звезда. Он вращается вокруг белого карлика так близко к нему, что его период составляет всего 2,5 часа.
Средние температуры различных экзопланет
Рассчитать температуру поверхности этого спутника нелегко, но мы знаем, что он должен быть очень горячим. Белые карлики излучают свет в основном в ультрафиолетовом диапазоне, а коричневые карлики — в инфракрасном. Поэтому белому карлику гораздо легче нагреть коричневый карлик, чем коричневому карлику избавиться от своей тепловой энергии. Даже приблизительный расчет даёт температуру на стороне звезды примерно такую же, как у Солнца.
В новой работе команда использовала различные модели, чтобы найти точную температуру поверхности. Окончательный результат зависит от того, состоит ли ядро белого карлика в основном из гелия, или в нём есть гибрид других элементов, например углерода. Это повлияет на количество тепла, передаваемого коричневому карлику. По их расчетам, температура поверхности звёздной стороны коричневого карлика составляет около 8 000 °К - 9 000 °К. Температура его тёмной стороны, вероятно, составляет около 2 000 °К. Сравните это с температурой поверхности Солнца, которая составляет около 5 700 °К.
