В течение почти трех десятилетий астрономы открывали новые планетные системы. Нередко удается найти такие, которые не похожи ни на какие другие известные до сих пор. То же самое и с системой HD 3167.
Из чего состоит планетная система? У нас есть звезда или система звезд, вокруг которой вращаются планеты. Среди более чем 2000 уже открытых планетных систем астрономы находят те, которые состоят из одной звезды и одной планеты, одной звезды и множества планет, множества звезд и одной планеты, множества звезд и множества планет. Некоторые планетные системы действительно маленькие (крошечная звезда и планеты очень близко к ней), некоторые чрезвычайно большие и сложно устроены.
Однако казалось, что все вышеперечисленные системы имеют одну общую черту. Планеты вращались вокруг своей звезды более или менее в одной плоскости. Когда мы вспоминаем появление Солнечной системы на рисунках в школьных учебниках, мы можем увидеть Солнце, окруженное кругами из восьми планетных орбит. Все эти орбиты лежат в одной плоскости, а планеты вращаются вокруг Солнца более или менее точно над его экватором.
Однако в ходе поисков выяснилось, что не все экзопланеты вращаются вокруг своих звезд в их экваториальной плоскости. Некоторые планетные системы выглядят так: вместо экватора планеты регулярно вращаются над полюсами своих звезд.
HD 3167 - это совсем другая история
В 150 световых годах от Земли находится звезда HD 3167. Это желтый карлик с массой около 86% массы Солнца, который существует уже почти 8 миллиардов лет (Солнцу 4,6 миллиарда лет). В 2016 году астрономы обнаружили в его окрестностях две планеты. Предварительные исследования показали, что это так называемые суперземли, то есть планеты одновременно больше Земли и меньше Нептуна. Планеты обращаются вокруг звезды за 8 и 30 дней соответственно. Детальный анализ транзитов (транзит - прохождение планеты перед диском ее звезды) позволил ученым установить, что планеты вращаются вокруг звезды по полярной орбите, т.е. вместо того, чтобы вращаться вокруг экватора звезды, они движутся над ее полюсами.
Год спустя, в 2017 году, ученые обнаружили еще одну планету, которая вращается вокруг звезды данной всего за 1 день, поэтому она находится ближе всего к своему светилу. Однако это не самое интересное. Оказалось, что ближайшая планета - HD 3167 b вращается вокруг звезды в плоскости ее экватора, как планеты, вращающиеся вокруг Солнца.
Таким образом, мы имеем дело с планетной системой, в которой вокруг одной звезды вращается три планеты, причем орбита одной из них перпендикулярна орбитам двух других. Это первый подобный случай в истории наблюдений.
Как это объяснить?
Ученые подозревают, что полярные орбиты других планет в системе, скорее всего, вызваны гравитационными силами другой, пока не подтвержденной планеты с массой Юпитера. Астрономы из Университета Эксетера в Великобритании подозревают, что планета размером с Юпитер вращается вокруг звезды за 80 дней.
Здесь стоит отметить, что анализируемая планетная система является миниатюрной версией Солнечной системы. Звезда и все ее планеты, если их поместить в центр нашей системы, поместятся внутри орбиты Меркурия, первой планеты от Солнца. Возможно, поэтому гравитационные взаимодействия между планетами настолько сильны, что они смогли установить орбиты планет в совершенно разных плоскостях.
Теперь ученые намерены сосредоточиться на поисках невидимой планеты, вероятно заварившей всю кашу. Ее открытие объяснило бы особенности этой планетной системы.