Экзопланета вокруг далекой звезды похожа на известную девятую планету в нашей солнечной системе

Астрономы считают, что планеты могут существовать на орбитах вдали от своей звезды, и предлагают двухэтапный процесс: взаимодействие со звездой или внутренними планетами выталкивает ее из внутренней системы, а затем проходящая звезда стабилизирует орбиту, чтобы удерживать ее связанной. Такой сценарий мог бы объяснить предполагаемую «Девятую планету» в нашей солнечной системе. Астрономы подтвердили, что у одной двойной звездной системы, HD 106906, есть планета на связанной, очень эксцентричной орбите.

Девятая планета, потенциально в 10 раз больше Земли и вращающаяся далеко за пределами Нептуна по очень эксцентрической орбите вокруг Солнца, была предложена в 2012 году для объяснения возмущений на орбитах карликовых планет сразу за орбитой Нептуна, так называемых оторванных объектов пояса Койпера. Его еще предстоит найти, если он существует.

Экзопланета вокруг далекой звезды похожа на известную девятую планету в нашей солнечной системе

Подобная странная внесолнечная планета была обнаружена вдали от звезды HD 106906 в 2013 году, единственной известной из известных планет с таким большим разделением. Будучи намного тяжелее предсказанной массы Девятой Планеты — возможно, в 11 раз больше массы Юпитера или в 3500 раз больше массы Земли — она ​​тоже находилась в очень неожиданном месте, намного выше пылевой плоскости планетной системы. и наклонена под углом около 21 градуса.

До сих пор большой вопрос заключался в том, находится ли планета, получившая название HD 106906 b, на орбите, постоянно связанной с двойной звездой — которой всего 15 миллионов лет по сравнению с 4,5 миллиардами лет возраста нашего Солнца — — или он уходит из планетной системы, чтобы никогда не вернуться.

В статье, опубликованной 10 декабря в Astronomical Journal, астрономы наконец ответили на этот вопрос. Точно отслеживая положение планеты в течение 14 лет, они определили, что она, вероятно, связана со звездой по очень эксцентрической орбите 15000 лет, что делает ее дальним родственником Девятой планеты.

Если он находится на очень эксцентричной орбите вокруг двойной системы, «это поднимает вопрос, как эти планеты оказались там на таком большом расстоянии», — сказал Мэйдзи Нгуен, недавний выпускник Калифорнийского университета в Беркли и первый автор статьи. «Были ли они разбросаны из внутренней части Солнечной системы? Или они образовались там?»

По словам старшего автора Пола Каласа из Калифорнийского университета в Беркли, адъюнкт-профессора астрономии, сходство с орбитой предложенной Девятой Планеты показывает, что такие далекие планеты действительно могут существовать и что они могут образоваться в течение первых десятков миллионов лет. жизни звезды. И, судя по другим недавним открытиям группы о HD 106906, планета, похоже, предпочитает сценарий, в котором проходящие звезды также играют роль.

«Что-то происходит очень рано, что начинает отбрасывать планеты и кометы наружу, а затем появляются проходящие звезды, которые стабилизируют свои орбиты», — сказал он. «Мы медленно накапливаем доказательства, необходимые для понимания разнообразия внесолнечных планет и того, как это связано с загадочными аспектами нашей собственной солнечной системы».

автор Пол Калас

HD 106906 — двойная звездная система, расположенная в направлении созвездия Crux. Астрономы тщательно изучали его в течение последних 15 лет из-за его выступающего диска пыли, который может быть источником рождения планет. Наша солнечная система могла выглядеть как HD 106906 около 4,5 миллиарда лет назад, когда планеты образовались в закрученном диске из обломков, оставшихся после образования Солнца.

Удивительно, но изображения звезды, сделанные в 2013 году телескопами Magellan в Чили, показали, что планета светится от собственного внутреннего тепла и находится на необычно большом расстоянии от двойной системы: в 737 раз дальше от двойной системы, чем Земля от Солнца (737 астрономических данных). ед., или AU). Это в 25 раз дальше от звезды, чем Нептун от Солнца.

Калас, который ищет планеты и пылевые диски вокруг молодых звезд, был одним из руководителей команды, которая использовала Gemini Planet Imager на телескопе Gemini South для получения первых изображений диска звездных обломков. В 2015 году эти наблюдения предоставили доказательства, которые побудили теоретиков предположить, что планета сформировалась недалеко от двойной звезды и была выброшена из-за гравитационного взаимодействия с двойной звездой. Доказательства: внешний пылевой диск и внутренний пояс комет у звезд кривые, что говорит о том, что что-то — планета — нарушило их симметрию.

«Идея состоит в том, что каждый раз, когда планета приближается к двойной звезде, она перемешивает материал на диске», — сказал член команды Роберт Де Роса из Европейской южной обсерватории в Сантьяго, Чили, бывший сотрудник Калифорнийского университета. Постдокторант Беркли. «Итак, каждый раз, когда планета проходит, она обрезает диск и подталкивает его вверх с одной стороны. Этот сценарий был протестирован с моделированием этой системы с планетой на аналогичной орбите — это было до того, как мы узнали, какая орбита планета была ».

Проблема, как указали те, кто моделирует такие взаимодействия планет, состоит в том, что планета обычно полностью исключается из системы, становясь планетой-изгоями. Некоторое другое взаимодействие, возможно, с проходящей звездой, было бы необходимо для стабилизации орбиты эксцентричной планеты, подобной HD 106906 b.

Аналогичный сценарий был предложен для формирования Девятой Планеты: ее взаимодействие с нашими планетами-гигантами в начале истории нашей Солнечной системы вытеснило ее из внутренней части Солнечной системы, после чего проходящие звезды в нашем локальном скоплении стабилизировали ее орбиту.

Калас отправился на поиски такой пролетной звезды для HD 106906 b, и в прошлом году он и Де Роза, тогда работавший в Стэнфордском университете, сообщили о находке нескольких близлежащих звезд, которые пролетели бы мимо планетной системы на 3 миллиона лет раньше, возможно, в провинции.