Астрономы обнаружили планету размером с Нептун, вращающуюся в обратном направлении вокруг своей звезды, но обычное объяснение её странной траектории так и не было найдено. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Большинство планет вращаются вокруг своей звезды в том же направлении, в котором вращается звезда. Так и должно работать планетное общество. Теперь астрономы обнаружили планету, которая движется в прямо противоположном направлении: в обратном порядке относительно вращения своей звезды. Но как планета оказывается на такой траектории?
Планета, известная как GJ 3090 b, представляет собой небольшой мир размером с Нептун. Исследование проводилось под руководством ученых из Лондонского университета королевы Марии.
Планеты и их звезды рождаются одновременно, формируясь из одного и того же вращающегося диска газа и пыли. Планеты обычно наследуют то же направление вращения, что и диск, из которого они произошли, и, следовательно, то же направление, что и вращение их звезды.
Это одно из наиболее надежных правил формирования планет, и именно это делает данное открытие таким необычным. GJ 3090 b этого не делает. Используя данные ближнеинфракрасного спектрографа NIRPS, исследователи измерили угол орбиты планеты относительно её звезды. Они обнаружили наклон орбиты примерно на 136 градусов. Это подтверждает, что планета действительно движется назад.
«Это примечательная планетная система, потому что планета не просто наклонена относительно своей звезды, а вращается в противоположном направлении», — сказал ведущий автор исследования Эндрю Винтер из Лондонского университета королевы Марии. «Это сразу же поднимает вопрос о том, как могла сформироваться такая необычная орбита».
Когда астрономы обнаруживают планету на сильно наклоненной или обратной орбите, обычно появляется главный подозреваемый. Массивный компаньон — другая гигантская планета или вторая звезда — со временем может вывести орбиту планеты из равновесия. Это приводит к всё большему и большему отклонению, пока орбита не окажется перевёрнутой или даже смещенной.
Поэтому команда отправилась на поиски именно такого виновника в системе GJ 3090. Они его не нашли. В космосе нет обширного звездного компаньона, и нет никаких доказательств существования достаточно массивной внешней планеты, которая могла бы правдоподобно объяснить экстремальный наклон оси вращения. Это отсутствие превратило довольно стандартный детективный рассказ в нечто более запутанное.
«Мы искали массивного компаньона, который мог бы заставить планету оказаться на такой экстремальной орбите, но не нашли никаких доказательств его существования», — сказал Ян Картерет из Женевского университета. «Это наводит на мысль, что нам, возможно, следует по-другому взглянуть на то, как эта система приобрела свою необычную архитектуру».
Исключив очевидное объяснение, исследователи обратились к более необычной возможности. Вместо гравитационного разрушения, произошедшего после образования планеты, ответ может заключаться в самом начале её существования.
Одна из версий заключается в том, что звезда подхватила из своего окружения второй, смещенный диск газа и пыли. Если бы планеты образовались из этого второго диска, они бы просто унаследовали его необычную ориентацию с самого начала.
В этом сценарии обратная орбита не будет свидетельством какого-либо драматического последующего столкновения или гравитационного противостояния. Это будет своего рода застывший снимок необычных условий, существовавших в момент первоначального формирования системы.
«Идея о том, что планетная система может быть воссоздана из второго, по-другому ориентированного диска, особенно захватывает», — сказал профессор Винсент Буррье из Женевского университета. «Это говорит о том, что окружающая среда молодой звезды может играть гораздо большую роль в определении архитектуры её планет, чем мы могли ожидать».
GJ 3090 b также выделяется по более технической причине. Это самая маленькая планета, вращающаяся вокруг карликовой звезды типа M, для которой ученые измерили полный трехмерный наклон орбиты. Карлики типа M — это небольшие, холодные звёзды, являющиеся наиболее распространённым типом звёзд в нашей галактике.
Это измерение является полезным ориентиром для будущих исследований планет вокруг звёзд, которые часто трудно изучать. Полученные данные также подчеркивают, насколько ценными становятся наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне для изучения планет вокруг этих тусклых, распространенных звезд.
Такие инструменты, как NIRPS, открывают возможности для измерений, которые были бы сложны или невозможны для планет столь малых размеров. Этот сдвиг вскоре может выявить больше аномалий, скрывающихся в близлежащих звездных системах.
Для надлежащей проверки предложенного объяснения и выяснения того, существуют ли другие планетные системы с аналогично экстремальными орбитальными конфигурациями, необходимы дополнительные наблюдения.
Необычные орбиты могут действовать почти как окаменелости. Они сохраняют следы конкретных событий и условий, которые сформировали планетную систему миллиарды лет назад.
В этом случае данные ископаемых могут указывать на гораздо более странную и хаотичную историю происхождения, чем обычно предполагают астрономы.
