В звёздной системе, расположенной в 855 световых годах от нас, астрономы нашли планету класса «ультрагорячий юпитер» TOI-2109b с рекордно малым временем обращения вокруг звезды. Свою орбиту планета проходит всего за 16 часов, что на 2 часа меньше предыдущего рекордсмена. Описание открытия сделано в работе «TOI-2109: An Ultrahot Gas Giant on a 16 hr Orbit», опубликованной в журнале The Astronomical Journal.
В нашей Солнечной системе чемпионом по «бегу по орбите» является Меркурий (планету назвали в честь бога-покровителя торговли и обладателя крылатых сандалий), огибающий Солнце каждые 88 дней, и двигающийся со средней скоростью в 47 км/с. Он расположен в среднем в 58 млн км от Солнца.
Если представить, что вместо Меркурия ближе всего к Солнцу находится Юпитер, получится система с «ультрагорячим юпитером». В таких системах газовый гигант обычно находится близко к своей звезде и движется по орбите достаточно быстро. Температура поверхности подобных планет в результате превышает 1900 °С. У недавно открытой планеты TOI-2109b температура дневной стороны должна превышать 3225 °С – а это уже почти температура небольших звёзд.
Планету обнаружил спутник НАСА TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) в мае 2020 года. Он наблюдал за ней почти месяц, а в последующий год дополнительные наблюдения на всевозможных длинах волн осуществляли уже различные наземные лаборатории.
Как художник представил себе экзопланету массой с Юпитер, проходящую по диску звезды, масса которой лишь немного превышает массу Солнца
TOI-2109b стала такой горячей потому, что находится совсем недалеко от своей звезды, на расстоянии порядка 2,4 млн км. Она также, вероятно, находится в приливном захвате звезды. Судя по компьютерному моделированию, при подобных температурах на солнечной стороне планеты молекулярный водород может распадаться на атомы. А если ночная сторона сильно холоднее, там он может собираться обратно. К сожалению, TESS недостаточно чувствителен для того, чтобы понять, что именно происходит на ночной стороне планеты.
Один из авторов, астроном Ави Шпорер из Института астрофизики и космических исследований им. Кавли при MIT, сказал, что будущие наблюдения за TOI-2109b могут помочь нам разобраться в том, как вообще появляются такие головокружительные звёздные системы. Горячие юпитеры с самого начала исследования экзопланет представляли собой загадку. Как планета такой большой массы и размера, как Юпитер, переходит на орбиту длительностью всего в несколько дней?
В Солнечной системе нет ничего подобного. Согласно гипотезе «большого разворота» [grand tack – в честь термина из терминологии парусного спорта], наш Юпитер мог переместиться на расстояние порядка 1,5 а.е. от Солнца перед тем, как перейти на свою текущую орбиту. Вместе с ним мог перемещаться и Сатурн. Дойдя примерно до того расстояния от Солнца, на котором сегодня находится Марс, планеты могли развернуться и отправиться обратно.
