Міжнародна команда астрономів зафіксувала безпрецедентне космічне явище — екзопланету на полярній орбіті навколо унікальної пари коричневих карликів, що відкриває нові горизонти в розумінні формування планетних систем та еволюції космічних об’єктів.
Відкриття зосереджено на системі 2M1510, яка вже привертала увагу науковців своєю незвичністю. Пара коричневих карликів, виявлена у 2018 році, належить до рідкісного типу затемнювальних подвійних систем. Коричневі карлики (“об’єкти проміжної маси між планетами та повноцінними зорями”) самі по собі є загадковими космічними тілами.
Нове дослідження, опубліковане в журналі Science Advances, документує перші переконливі докази існування екзопланети, яка обертається під кутом 90 градусів до площини орбіти цих коричневих карликів. Такий тип орбіти називається полярним і досі був лише теоретичною можливістю для циркумбінарних планет. Відкриття було зроблене за допомогою Дуже великого телескопа Європейської південної обсерваторії.
Особливості унікальної космічної конфігурації
Амаурі Тріо, співавтор дослідження з Бірмінгемського університету, підкреслює унікальність знахідки: “Планета, що обертається не просто навколо подвійної, а навколо подвійного коричневого карлика, та ще й на полярній орбіті – це досить неймовірно і захоплююче”. Така конфігурація суперечить стандартним моделям формування планетних систем.
На сьогодні астрономам відомо про 16 циркумбінарних планет — об’єктів, що обертаються навколо двох зір. Проте в усіх попередніх випадках орбіти планет лежали приблизно в тій же площині, що й орбіти зірок. Система 2M1510 стала першим підтвердженим винятком із цього правила.
Томас Бейкрофт, провідний автор дослідження, висловлює своє захоплення: “Я особливо радий брати участь у виявленні достовірних доказів існування такої конфігурації”. Бейкрофт, аспірант з астрономії та астрофізики в Бірмінгемському університеті, зауважує, що результати перевершили всі очікування команди.
Сама подвійна система коричневих карликів 2M1510 є лише другою відомою затемнювальною парою таких об’єктів. Їхні орбітальні траєкторії розташовані таким чином, що з Землі можна спостерігати, як вони періодично затемнюють один одного. Ця рідкісна геометрична конфігурація дозволила астрономам зібрати унікальні дані про систему.
Методологія відкриття
Дослідники не шукали цілеспрямовано полярну екзопланету. Відкриття сталося завдяки ретельному аналізу орбіт коричневих карликів. Спостерігаючи за парою, астрономи помітили незвичні орбітальні збурення — так звані “штовхання і тягнення”, що спотворювали траєкторії об’єктів.
Після вивчення різних потенційних причин цих аномалій, дослідники дійшли висновку, що найімовірнішим поясненням є наявність екзопланети на полярній орбіті. “Ми розглянули всі можливі сценарії, і єдиний, який узгоджується з даними, – це якщо планета знаходиться на полярній орбіті навколо цієї подвійної”, – пояснює Бейкрофт.
Гравітаційний вплив цієї екзопланети, названої 2M1510 (AB) b, спричиняє помітні зміни в русі коричневих карликів. Такий метод виявлення планет через їхній гравітаційний вплив на інші космічні тіла є одним із найнадійніших у сучасній астрономії.
Наукове значення та перспективи
Відкриття екзопланети на полярній орбіті має значні наслідки для теорій формування планетних систем. Традиційні моделі передбачають, що планети формуються в тому ж диску речовини, що й центральні зорі, а отже, повинні мати орбіти в тій самій площині. Система 2M1510 кидає виклик цим усталеним уявленням.
Попередні спостереження перпендикулярних планетоутворюючих дисків навколо подвійних зірок теоретично допускали можливість існування полярних циркумбінарних планет. Тепер ця можливість отримала емпіричне підтвердження. Виявлення такої системи відкриває новий напрямок дослідження формування та еволюції екзопланет.
Амаурі Тріо підсумовує: “Відкриття було несподіваним, в тому сенсі, що наші спостереження не були спрямовані на пошук такої планети або орбітальної конфігурації. Тому це велика несподіванка. В цілому, я думаю, що це показує нам, астрономам, а також широкій громадськості, що можливо в захоплюючому Всесвіті, який ми населяємо”.
Це відкриття не лише демонструє різноманіття планетних систем у Всесвіті, але й підкреслює, що наші знання про формування космічних об’єктів все ще далекі від повних. Подальші спостереження системи 2M1510 та подібних до неї об’єктів можуть суттєво збагатити наше розуміння процесів, які керують еволюцією зір, коричневих карликів та екзопланет.