Находясь на пути столкновения со своей звездой, горячий юпитер TOI-2109b — самый близкий из известных, всего в 870 световых годах от нас — приковывает внимание астрономов, наблюдающих за его орбитальным распадом. Учёные хотят понять, как этот процесс соотносится с тремя возможными сценариями космического финала.
Согласно новому исследованию, TOI-2109b относится к категории «горячих юпитеров» — газовых гигантов, вращающихся чрезвычайно близко к своим звёздам. Её орбита в пять раз короче, чем у Меркурия, а полный оборот вокруг светила занимает всего 16 часов. При этом масса планеты в пять раз превышает массу Юпитера, а размер почти вдвое больше.
TOI-2109b была обнаружена только в 2021 году, хотя данные о её существовании присутствовали в архивах более десяти лет. Учёные проанализировали наблюдения, собранные с 2010 по 2024 год космическими телескопами NASA TESS и CHEOPS Европейского космического агентства, а также наземными обсерваториями. Благодаря относительной близости планеты (в пределах созвездия Геркулеса) астрономы получили редкую возможность детально изучить её поведение.
«Для сравнения: Меркурий в 6000 раз легче Юпитера, но его орбитальный период составляет 88 дней. То, что такой гигант, как TOI-2109b, совершает полный оборот за 16 часов, говорит о его экстремальной близости к звезде», — объясняет ведущий автор исследования доктор Хайме А. Альварадо-Монтес, научный сотрудник Университета Маккуори.
Анализ данных показал, что орбита планеты постепенно сокращается. Расчёты и наблюдения указывают на уменьшение периода обращения на 10 секунд в ближайшие три года, что свидетельствует о неминуемом столкновении TOI-2109b со своей звездой.
Три сценария гибели планеты
Учёные предложили три возможных варианта развития событий. Первый — разрушение под действием приливных сил. Когда планета достигнет так называемого «предела Роше», её гравитация не сможет противостоять приливным воздействиям звезды, и TOI-2109b начнёт деформироваться, приобретая форму тора, а затем полностью распадётся.
Второй сценарий предполагает прямое столкновение с последующим поглощением планетарного вещества звездой. «Звезда поглотит и уничтожит планету, полностью испарив её в процессе», — говорит Альварадо-Монтес.
Третий, наиболее интригующий вариант, — «фотоиспарение». Интенсивное излучение звезды может постепенно «сорвать» газовую оболочку планеты, оставив только её каменное ядро.
«Если планета уменьшится достаточно быстро, она может избежать разрушения, так как предел Роше сместится ближе к звезде», — поясняет учёный.
Последствия для науки
Если подтвердится сценарий фотоиспарения, это может изменить представления об эволюции планет. Некоторые каменные экзопланеты во Вселенной, включая так называемые «суперземли», могли в прошлом быть газовыми гигантами, лишившимися своих атмосфер.
В случае реализации этого сценария TOI-2109b превратится в крупную каменную планету, подобную Нептуну или Урану, а её орбита стабилизируется, продлив существование ещё на миллионы лет.
«Эта планета и её уникальная ситуация могут помочь нам разгадать загадки, которые пока остаются без объяснения», — говорит Альварадо-Монтес. «Она может рассказать историю многих других планетных систем».
Астрономы планируют продолжать наблюдения за TOI-2109b в ближайшие три-пять лет, чтобы получить новые данные и подтвердить свои гипотезы.
Исследование было опубликовано 15 июля 2025 года в журнале The Astrophysical Journal.