Две планеты на одной орбите

При помощи Атакамской Большой миллиметровой/субмиллиметровой антенной решетки ALMA астрономы нашли возможного «родного брата» планеты, вращающейся вокруг далекой звезды. Они обнаружили облако обломков, которое, вероятно, находится на той же орбите, что и эта планета. Эти обломки, по мнению ученых, могут быть строительными блоками новой планеты или остатками уже сформированной. Если гипотеза подтвердится, это открытие станет самым убедительным доказательством того, что две экзопланеты могут иметь одну орбиту. Об исследовании сообщается в пресс-релизе Европейской Южной обсерватории (ESO).

«Два десятилетия назад теоретически было предсказано, что пара планет с одинаковой массой может иметь одну и ту же орбиту вокруг своей звезды, — это так называемые троянские, или коорбитальные, планеты. Впервые мы нашли доказательства в пользу этой гипотезы», — говорит Ольга Бальсалобре-Руса (Olga Balsalobre-Ruza) из Центра астробиологии в Мадриде.

Троянцы, малые небесные тела на той же орбите, что и планета, распространены в нашей Солнечной системе, самым известным примером являются троянские астероиды Юпитера — более 12 000 скалистых тел, обращающихся вокруг Солнца по той же орбите, что и сам Юпитер. Астрономы предсказали, что троянцы есть и в системах других звезд, но доказательств этого мало. «Экзотрояны [троянские планеты за пределами Солнечной системы] до сих пор были похожи на единорогов: теоретически им разрешено существовать, но никто никогда их не обнаруживал», — говорит Хорхе Лилло-Бокс (Jorge Lillo-Box), старший научный сотрудник Центра астробиологии.

Теперь международная группа сумела найти убедительные наблюдательные доказательства того, что троянские планеты могут существовать — в системе звезды PDS 70. Известно, что у этой молодой звезды есть две гигантские планеты, подобные Юпитеру, PDS 70b и PDS 70c. Анализируя архивные наблюдения ALMA за этой системой, команда обнаружила облако обломков в том месте на орбите PDS 70b, где ожидается существование троянцев.

Троянцы занимают так называемые зоны Лагранжа — две протяженные области на орбите планеты, где объединенное гравитационное притяжение звезды и планеты может задерживать небесные тела. Изучая эти две области орбиты PDS 70b, астрономы обнаружили слабый сигнал от одной из них, указывающий, что там может находиться облако обломков, масса которого примерно в два раза превышает массу нашей Луны. Команда считает, что это облако обломков может указывать на существующий троянский мир в этой системе или на планету в процессе формирования. «Кто мог представить себе два мира, у которых одинаковая продолжительность года и условия обитаемости? Наша работа — первое свидетельство того, что такой мир может существовать, — говорит Ольга Бальсалобре-Руса. — Мы можем представить, что планета может делить свою орбиту с тысячами астероидов, как в случае с Юпитером, но меня поражает, что планеты могут делить одну и ту же орбиту».

«Наше исследование — это первый шаг к поиску коорбитальных планет на самых ранних этапах их формирования», — говорит Нурия Уэламо (Nuria Huélamo), старший научный сотрудник Центра астробиологии. «Оно открывает новые вопросы о формировании троянцев, о том, как они развиваются и насколько часто встречаются в разных планетных системах», — добавляет Итциар Де Грегорио-Монсальво (Itziar De Gregorio-Monsalvo), руководитель отдела науки ESO в Чили.

Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.