Астрономы провели крупнейшее исследование вращения экзопланет, подтвердив связь между массой планеты и её скоростью вращения. Используя инструмент KPIC обсерватории W.M. Keck на Гавайях, учёные изучили 32 газовых гиганта и коричневых карликов в удалённых звёздных системах.

Исследование показало, что газовые гиганты вращаются быстрее, чем более массивные каменные экзопланеты, если учитывать массу, размер и возраст. Для анализа использовались данные о 43 экзопланетах и субзвёздных объектах, а также 54 коричневых карликах и объектах планетной массы.

Многие из наблюдаемых планет находятся на расстоянии десятков и даже сотен астрономических единиц от своих звёзд. Учёные использовали инструмент KPIC для изоляции света от вращающихся планет, что позволило определить их скорость вращения. По словам ведущего автора исследования Дино Чих-Чун Хсу (Dino Chih-Chun Hsu), «вращение планеты является ископаемой записью истории её формирования».

Примером сложной взаимосвязи массы и вращения является система HR 8799. Газовый гигант массой в 7 раз больше Юпитера вращается в 6 раз быстрее, чем его компаньон — коричневый карлик массой в 24 Юпитера. Это объясняется взаимодействием магнитного поля планеты с околопланетным диском, что замедлило её вращение.

Исследование также помогает понять историю Солнечной системы. Распределение углового момента между планетами влияет на архитектуру всей системы. KPIC стал первым инструментом, позволившим измерить свойства, такие как вращение, которые ранее было сложно зарегистрировать.

В будущем учёные планируют изучить вращение свободно плавающих планет и их атмосферный состав. Новый инструмент HISPEC, который начнёт работу в 2027 году, позволит исследовать более мелкие и удалённые объекты. Как отметил Джейсон Ван (Jason Wang), соавтор исследования, HISPEC значительно увеличит количество планет, для которых можно измерить вращение, и поможет изучить экзопланеты, похожие на Юпитер.

«Мы только начинаем исследовать, что вращение планет может рассказать нам. С новыми инструментами и большими телескопами можно будет связать вращение, химию и историю формирования планетных систем», — добавил Хсу.