_ Астрономы из США и Германии зарегистрировали две пары экзопланет, которые обращаются вокруг массивных звёзд HD 90043 и HD 200964, расположенных в 244 и 223 световых годах от Земли.

_ Все четыре планеты относятся к категории газовых гигантов: их минимальная масса оценивается в 1,99, 0,86, 1,99 и 0,90 юпитерианской. Обнаружить объекты помогла известная методика доплеровской спектроскопии — измерения лучевой скорости звёзд, меняющейся в результате взаимодействия с экзопланетами. Необходимые спектроскопические наблюдения были проведены в гавайской Обсерватории им. Кека и калифорнийской Обсерватории им. Лика.

 

Результаты измерения лучевой скорости HD 90043 (сверху) и HD 200964.
Серыми кружками показаны данные Обсерватории им. Лика, чёрными —
Обсерватории им. Кека. Пунктирной линией отмечены результаты расчётов
в предположении о существовании двух экзопланет.
( Иллюстрация из The Astronomical Journal )

 

 

Планеты звезды 24 Sextanis расположены почти в пять раз ближе
друг к другу, чем Сатурн и Юпитер

Планеты звезды HD 200964 удалены друг от друга приблизительно как Земля от Марса

 

_ Важнейшей особенностью обнаруженных планетных систем учёные называют то, что планеты-гиганты подходят очень близко друг к другу. Так, экзопланеты у HD 90043 имеют орбитальные периоды в 452,8 и 883,0 дня и большие полуоси орбиты в 1,333 и 2,08 а. е. Отсюда следует, что они сближаются примерно на 0,75 а. е.
Для сравнения: дорожки Юпитера и Сатурна разведены примерно на 4,4 а.е. (около 660 млн км).

В системе HD 200964 складывается ещё более интересная ситуация: орбитальные периоды оцениваются в 613,8 и 825,0 дня, а большие полуоси орбиты — в 1,601 и 1,95 а. е. Минимальное удаление, таким образом, составляет 0,35 а. е., что сравнимо с расстоянием между Землёй и Марсом. «Если планеты не синхронизируют своё движение, такая система быстро разрушится», — замечает участник исследования Эрик Форд ( Eric Ford ) из Флоридского университета.

«У планет остаётся единственный шанс стабилизировать положение, — продолжает мысль коллеги Джон Джонсон (John Johnson) из Калифорнийского технологического института. — Они должны войти в орбитальный резонанс. Вероятность того, что нужные орбиты удастся занять при формировании, очень мала; здесь приходится рассчитывать скорее на миграцию».

В случае HD 90043 периоды обращения экзопланет по орбите, как видим, находятся в соотношении, близком к 2:1, а у HD 200964 это соотношение примерно соответствует 4:3.
«В Солнечной системе можно найти пример такого расположения, — говорит г-н Форд. — Титан и Гиперион, спутники Сатурна, тоже находятся в орбитальном резонансе вида 4:3. При этом планеты в системе HD 200964 оказывают гораздо более существенное влияние друг на друга». По силе гравитационного взаимодействия две планеты у HD 200964 превосходят Землю и Марс в 3 000 000 раз, а Землю и Луну — в 700 раз.

Через 10–100 млн лет субгиганты HD 200964 и HD 90043 превратятся в красных гигантов большого радиуса, быстро теряющих массу. «Этот процесс должен отразиться на гравитационной стабильности систем и разрушить состояние орбитального резонанса», — рассуждает г-н Джонсон.

Полная версия отчёта будет опубликована в издании The Astronomical Journal; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.
Подготовлено по материалам Калифорнийского технологического института

 

 

_ Полярные сияния на Сатурне, запечатлённые телескопом «Хаббл» в октябре 1998 года, когда газовый гигант находился на расстоянии в 1,3 млрд км от Земли. (Иллюстрация Marshall Space Flight Center.)

Анализ изображений Сатурна, переданных космическим телескопом «Хаббл», показал, что изменения мощности полярных сияний планеты синхронизированы с вариациями интенсивности её радиоизлучения.

О так называемом сатурнианском километровом радиоизлучении (Saturn kilometric radiation, SKR), испускаемом полярными областями газового гиганта, учёные узнали довольно давно. Частоты SKR лежат в интервале 10–1 300 кГц, а длины волн, таким образом, попадают в километровый диапазон. Установлено, что интенсивность SKR варьируется, и период изменений составляет около 11 ч. Во времена «Вояджеров» (то есть в начале 80-х годов) это значение принималось равным периоду вращения Сатурна; последующие наблюдения, однако, показали, что длительность интервала между максимумами интенсивности непостоянна. Вопрос о том, какова величина истинного периода вращения планеты, остаётся открытым.

Привычные для нас полярные сияния возникают, как известно, в результате проникновения в верхние слои атмосферы заряженных частиц солнечного ветра, которые движутся к Земле вдоль силовых линий геомагнитного поля. Взаимодействие частиц с атомами кислорода и азота приводит к испусканию последними фотонов, что и наблюдается как сияние. Механизм появления свечений на Сатурне аналогичен описанному, причём перемещающиеся по направлению к полюсам планеты заряженные частицы считаются ещё и источниками SKR. Логично предположить, что изменения параметров сияний и радиоизлучения должны быть связаны друг с другом, но доказать это никому не удавалось.

Обнаружить искомую связь группе учёных, представляющих различные университеты Великобритании, США, Франции и Бельгии, помогли снимки Сатурна, выполненные в УФ-диапазоне камерой ACS телескопа «Хаббл». В финальную выборку попали 209 изображений, которые были переданы в 2005–2009 годах. Соответствующие данные по интенсивности SKR собрал зонд «Кассини».

Зависимость мощности УФ-свечений на южном полюсе Сатурна от «фазы» SKR.
Фаза определена так, что интенсивность SKR достигает максимума при 0°.
(Иллюстрация из журнала Geophysical Research Letters.)

 

_ По результатам сравнения результатов наблюдений авторы сделали вывод о том, что максимумы интенсивности SKR и мощности свечений совпадают. «Во-первых, этот факт подтверждает наши гипотезы, — подводит итог руководитель исследования Джонатан Николс (Jonathan Nichols) из Лестерского университета. — Во-вторых, он позволяет строить новые предположения о причинах появления «сбоев» в ритме SKR».

 

_ Моделирование сияний на обоих полюсах Сатурна:

 

_ Отчёт будет опубликован в журнале Geophysical Research Letters;
полный текст статьи можно скачать отсюда - spacetelescope.org/static/science_papers/ann1008/ann1008.pdf.