Астрономы из Бирмингемского университета обнаружили уникальную планету в системе из трех коричневых карликов. Планета вращается вокруг системы из двух карликов по вертикальной орбите. Прежде такие системы никогда не наблюдали. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Найдена планета с уникальной орбитой в системе трех коричневых карликов
Астрономы из Бирмингемского университета обнаружили уникальную планету в системе из трех коричневых карликов. Планета вращается вокруг системы из двух карликов по вертикальной орбите. Прежде такие системы никогда не наблюдали.
Татуин. Будущий джедай ждет вести с Земли в далекой-далекой галактике. Lucasfilm Ltd.
Из почти 6000 найденных экзопланет только около 15% находятся в системах, похожих на нашу собственную Солнечную систему. Большинство находится в системах, которые совершенно не похожи на Солнечную, где вращаются планеты совершенно не похожие на планеты нашей системы. Это так называемые суперземли, мини-нептуны и горячие юпитеры, чьи орбитальные характеристики сильно отличаются орбит в нашей системе. Но даже на фоне такого разнообразия описанная астрономами в новой работе система выглядит уникальной.
Самые необычные экзопланетные системы, составляющие, возможно, 10% известных случаев, имеют экстремальные орбиты, которые сильно вытянуты, или их орбита не лежит в плоскости вращения звезды, а проходит под большим углом, или планеты вращаются вокруг необычных типов звезд, которые сильно отличаются от нашего Солнца. Но система, представленная астрономами Бирмингемского университета, даже на фоне такого разнообразия выглядит полной экзотикой.
Система 2M1510 расположена на расстоянии 120 световых лет от Солнца в созвездии Весов. Она сочетает в себе набор характеристик, которые и по отдельности необычны, но все вместе они делают ее первой в своем роде.
«Планета Татуин» и ее солнца
Планета с двумя солнцами.
Планета (по оценкам, имеющая массу от массы мини-Нептуна до Сатурна) вращается не вокруг одной звезды, а вокруг двух, то есть она вращается вокруг двойной звездной системы. Экзопланеты, вращающиеся вокруг отдельных звезд, которые являются членами двойных звездных систем, не являются особенно редкими; В настоящее время известно около 230 таких планет. Редкостью являются планеты, вращающиеся вокруг всей двойной системы — две звезды, своего рода двойное солнце в центре орбиты планеты. Таких планет известно всего 15. Это так называемые «планеты Татуин», похожие на родную планету Люка Скайуокера в «Звездных войнах».
Большинство известных экзопланет и все планеты в нашей Солнечной системе находятся на орбитах, которые лежат в плоскости вращения звезды.
Схема движения планеты, облетающей двойную систему по вертикальной орбите над полюсами системы.
В случае планеты вокруг двойной системы такая орбита будет находиться в той же плоскости, где звезды вращаются друг относительно друга, и все ранее обнаруженные планеты в двойных системах вращаются именно так. Но планета 2M1510 находится на полярной орбите. Это означает, что плоскость ее орбиты перпендикулярна орбите звезд. Таких планет астрономы еще не видели.
Если быть строгим в определениях, то две звезды в центре орбиты 2M1510 вообще не звезды. Это — коричневые карлики, «мертворожденные звезды», которые никогда не имели достаточной массы, чтобы зажечь ядерный синтез — определяющую характеристику звезды. Но их масса слишком велика для планеты. Не являясь ни планетой, ни звездой, коричневые карлики имеют узкий диапазон масс около 15-70 масс Юпитера (два объекта в центре 2M1510 весят около 35 масс Юпитера). Известно всего около 30 или 40 двойных систем коричневых карликов.
Но в системе не два коричневых карлика, а даже три. Третий коричневый карлик вращается вокруг всей системы на довольно большом расстоянии около 250 астрономических единиц (сравните: Земля вращается вокруг Солнца на расстоянии 1 астрономической единицы, а самая удаленная планета в нашей Солнечной системе вращается на расстоянии 30 астрономических единиц; планета в 2M1510 вращается вокруг центральной двойной системы на расстоянии всего 0,06 астрономических единиц). Ранее была известна только одна другая тройная система коричневых карликов.
(Слева) Два коричневых карлика в центре системы 2M1510 в настоящее время затмевают друг друга; эти периодические затмения служат своеобразными часами, медленное, но устойчивое отставание которых (называемое отрицательной прецессией), вероятно, сигнализирует о присутствии круговой планеты на полярной орбите вокруг двух коричневых карликов. (Справа) Прецессия орбиты коричневых карликов приведет к тому, что затмения прекратятся, как видно с Земли, примерно через 100 лет, и тогда обнаружить круговую планету будет гораздо сложнее.
Два коричневых карлика в центре планетной системы демонстрируют периодические затмения. Поскольку наш обзор системы с Земли позволяет нам видеть орбиты коричневых карликов с ребра, один из них периодически частично закрывает нам вид другого. Ранее была известна только одна затменная двойная система коричневых карликов.
В совокупности эти данные убедительно свидетельствуют о том, что 2M1510 является первой известной тройной системой коричневых карликов с центральной парой затменных коричневых карликов, вокруг которых вращается планету с полярной орбитой.
Астрономы пишут: «Система 2M1510 и другие редкие системы, подобные ей, говорят о том, что, если законы физики не запрещают этого, природа сделает это, по крайней мере, однажды. Если для ее объяснения потребуется сочетание маловероятных условий и сил, то главный вопрос может заключаться не в том, почему, а в том, почему бы и нет?»