Орбиты

Общепринятое мнение гласит, что планеты земной группы и горячие Юпитеры вряд ли могут быть спутниками. Считается, что эти газовые гиганты на близких орбитах не формируются на месте , а формируются дальше от своих звезд, а затем мигрируют внутрь. Было предложено два основных механизма:

• Миграция газового диска типа II , когда планета-гигант обменивается угловым моментом с протопланетным диском, движущимся внутрь. Обычно это происходит в начале жизни планетарной системы, задолго до того, как планеты закончат формирование.
• Рассеяние , при котором планета-гигант взаимодействует с меньшими планетами или планетезималями, выбрасывая их на более далекие орбиты при движении внутрь. Это должно произойти позже, чем миграция типа II.

Понятно, что если горячие юпитеры в основном мигрируют за счет рассеяния, внутренняя часть планетной системы будет сильно разрушена (см. Mustill et al. 2015 ); любые планеты земной группы должны быть намного дальше. Однако вполне возможно, что только так называемые теплые Юпитеры , которые вращаются на расстоянии от 0,1 до 1,0 а.е., используют этот метод, в то время как настоящие горячие Юпитеры используют миграцию типа II, чтобы подойти еще ближе, согласно Левисону и др .

Вопрос о том, будет ли миграция газового диска столь же проблематичной для планет земной группы, является предметом споров. Некоторые модели (например , Фогг и Нельсон, 2008 г.) подразумевают, что при таком сценарии материал внутреннего протопланетного диска будет выброшен на орбиты за пределами горячего Юпитера. Планеты земной группы могли тогда сформироваться здесь, в более мягкой области системы.

Состав

Моделирование Фогга и Нельсона показывает, что летучие вещества из-за границы снега будут смешиваться с обломками внутреннего диска, что приведет к появлению планет земной группы с тяжелыми элементами и водой. Это, кажется, показывает некоторые хорошие перспективы для обитаемости. Манделл и др. В 2007 г. было обнаружено, что эти планеты, вероятно, будут обрастать ледяными планетезималями, что приведет к еще большему количеству воды; действительно, они могли бы легко стать мирами с океанами, покрывающими всю их поверхность. Некоторые, по сути, могут даже оказаться в обитаемой зоне с температурой поверхности, подходящей для того, чтобы эта вода оставалась жидкой.

^{Рис. 2, Mandell et al. Один из авторских симуляторов. В то время как большинство рассеянных протопланет оказываются за снежной линией, есть шанс, что одна или две будут иметь стабильные орбиты в обитаемой зоне.}

Потеря атмосферы

Атмосферы горячих юпитеров часто уносятся ветрами родительских звезд. Это может привести к потере атмосферы, образуя шлейф, который следует за планетой. Мои оценки по порядку величины показывают, что это не должно быть проблемой для планет, вращающихся дальше, и уж точно не вызовет абляции их атмосфер или какого-то переноса массы.

Это случается?

У нас есть пара примеров систем с сосуществованием горячих юпитеров и планет земной группы. WASP-47 — интересный случай. Он содержит две планеты с массой немного больше массы Юпитера — одна ближе, а другая дальше. Есть также две планеты земной группы: одна внутри горячего Юпитера и одна между двумя планетами-гигантами. Это установка аналогична некоторым результатам Mandell et al. В симуляциях с двумя планетами-гигантами такой результат не был невероятным. Один великан мог оставаться на месте, а другой мигрировал внутрь. Однако самая дальняя планета-гигант имеет необычно высокий эксцентриситет по отношению к другим телам, и поэтому может работать более сложный механизм.

Эффекты будут разными

С точки зрения гравитации горячие юпитеры известны своей очень низкой плотностью, но их общая масса может составлять от примерно одной трети массы Юпитера до десяти раз больше. Хотя их расстояние до обитаемой зоны (HZ) у солнцеподобной звезды велико (более ~ 0,5 а.е.), планета с массой 11 юпитеров вызовет сильные гравитационные возмущения даже на таком расстоянии. Возможно, достаточно сильное, чтобы вытолкнуть планету в указанной ГП на эксцентричную орбиту, которая уходит за ее пределы.

Что касается яркости, массивный горячий Юпитер с низкой плотностью может блокировать значительную часть Солнца на каждом обороте, а это означает, что каждые десять дней или меньше (по определению горячего Юпитера) ваша планета будет страдать от больших провалов солнечного света, что может сильно повлиять на обитаемость.

По существу, маленький горячий Юпитер мало повлияет на планету в ГП, а большой может даже сделать планету непригодной для жизни, независимо от орбиты.