16 апреля 2025 года на сайте Европейской южной обсерватории был опубликован пресс-релиз о первом обнаружении экзопланеты на полярной орбите вокруг пары странных звезд. Средней величины открытие сделано при помощи Очень большого телескопа. Ниже приведем авторский перевод ключевых моментов пресс-релиза с разъяснениями.
Обратно на Татуин
На данный момент открыто 16 экзопланет в двойных звездных системах. Подобной экзопланетой можно назвать Татуин из далекой далекой галактики во вселенной "Звездных войн".
Поздравляю всех фанатов с днем Звездных войн, прошедшим вчера!
May the 4th be with you!
Обычно любые планеты занимают орбиты, которые примерно совпадают с плоскостью, в которой их звезды-хозяева вращаются. Ранее были намеки на то, что экзопланеты на перпендикулярных или полярных орбитах вокруг двойных звезд могут существовать. Теоретически эти орбиты стабильны, и были обнаружены протопланетные диски на полярных орбитах вокруг двойных звезд. Это то из чего могут со временем формироваться планеты. Однако до сих пор у астрономов не было четких доказательств.
Затменные звезды
Беспрецедентная экзопланета, названная 2M1510 (AB) b, вращается вокруг пары молодых коричневых карликов — объектов больших чем газовые гиганты, но меньших чем полноценные звезды. Два коричневых карлика затмевают друг друга, если смотреть с Земли, что астрономы называют затменными звездами (фотометрическими двойными). Эта система невероятно редкая: только вторая пара затменных коричневых карликов, известных на сегодняшний день. И она содержит первую экзопланету, когда-либо найденную на орбите под прямым углом к орбите двух ее звезд-хозяев.
Шпекуляциус
Пара коричневых карликов, названных 2M1510, была впервые обнаружена в 2018 году в ходе проекта по поиску планет, похожих на Землю, вокруг крошечных, тусклых звезд. По негласным правилам научного нейминга, у названий должны быть забавные аббревиатуры и серьезные расшифровки. Астрономы немного схитрили, взяв из фразы "The Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars" не первые буквы слов, а какие было удобно, чтобы получилось слово SPECULOOS. Это пряное хрустящее печенье, которое традиционно готовят к рождеству. Русскоязычный человек может произносить это название по-разному, в зависимости от языка из которого взято это слово. Если из французского, то спекюлос, из нидерландского - спекулас, а с немецкого - шпекуляциус.
Все варианты похожи на заклинания из вселенной Гарри Поттера, выбирайте какой больше нравится.
Проект реализован в Европейской южной обсерватории в пустыне Атакама в Чили. Это место с практически идеальным астрономическим климатом. Высота плато Пуна-де-Атакама в 4500 метров делает воздух холодным и разряженным, а окружающая его пустыня - сухим. Миссия ШПЕКУЛЯЦИУСА заключается в обнаружении экзопланет земного типа вокруг близлежащих ультрахолодных звезд — красных карликов или коричневых карликов. Чем ярче звезда, тем сложнее обнаружить рядом с ней экзопланету. Поэтому ультрахолодные звезды - цели для поиска обитаемых миров и для космического телескопа имени Джеймса Уэбба и для строящего сейся Экстремально большого телескопа.
Случайное открытие
Астрономы наблюдали, как орбиты двух звезд в 2M1510 прецесировали, что натолкнуло на мысль о существовании экзопланеты с необычным наклонением орбиты. Прецессия - это постоянное смещение орбиты. Например, в нашей Солнечной системе вытянутая орбита Меркурия постоянно поворачивается, что может говорить либо о существовании ненайденной пока что девятой планеты, либо о том что классическая механика не работает вблизи такого массивного тела как Солнце.
То есть, увидеть в телескоп экзопланету 2M1510 (AB) b невозможно. Она не видна ни как точка, ни как падение яркости звезды при транзите экзопланеты либо перед, либо позади звезды. Открытие существования экзопланеты на полярной орбите основано исключительно на странностях орбит двойной звездной системы.
Открытие было случайным, в том смысле, что данные не были собраны для поиска такой планеты или орбитальной конфигурации. Это стало большим сюрпризом. В целом, я думаю, это показывает нам, астрономам, а также общественности в целом, что в увлекательной Вселенной, где мы обитаем много возможностей.
Амори Трио, профессор Бирмингемского университета
Амори Трио звучи как имя потерянного профессора астрономии из Хогвартса...
Сложное название планеты
2M1510 - это общее название звездной системы. Пара коричневых карликов получили окончания А и B, чтобы можно было их различить став 2M1510 A и 2M1510 B соответсвенно. На самом деле в системе есть и третья звезда 2M1510 C, но она вращается на большом расстоянии от исследуемой пары.
Планеты, не получившие красочных названий, принято называть именем звезды с латинскими буквами в конце, но строчными и начиная с b, потому что a - это сама звезда. Но тут центром гравитации является пустое место межд двумя звездами, потому планету назвали 2M1510 (AB) b. Название получить перегруженным, но логика стандартного нейминга сохранена.
Альтернативные версии
Это исследование представлено в статье в журнале Science Advances. Там написано все то же самое, что и в пресс-релизе, но более строгим языком, за исключеним альтернативных версий. Делая выводы, авторы считают "что нет подходящего объяснения, кроме планеты, находящейся на полярной орбите". Однако, фанатам физики, читающим эту статью будет полезно знать о том как ученые ищут ошибки в собственных работах.
1. Орбиты звезд - нормальные
Самая очевидная возможная утечка достоверности в этой работе - ложноположительная оценка орбит коричневых карликов. Астрономы взяли два независимых набора даных, сравнили результаты и все сошлось.
2. Компаньон - не планета
Вторая очевидная возможность - то что вызывает прецессию двух коричневых карликов - еще один коричневый карлик, четвертый в этой системе. И тут авторы признаются, что не могут точно установить верхний предел массы предполагаемой экзопланеты по имеющимся данным. Однако, если в системе 2M1510 есть четвертый коричневый карлик, то почему его не видно как три остальных?
3. Шорох наводит третий коричневый карлик
Пожалуй, последний очевидный альтернативный вывод - нет никакого дополнительного объекта, а орбиты 2M1510 А и 2M1510 B корежит 2M1510 C. Астрономы посчитали, что гравитационный эффект от 2M1510 C на 6 порядков слабее, чем нужен для подобного вывода.
4. Угол обзора
В астрономии мы никогда не знаем, остается ли наблюдаемый объект в одном положении относительно нас или поворачивается другим боком. В данном случае, ученые уверены, что прецессия орбит гораздо более вероятна, чем поворот всей системы "к нам передом, а к лесу задом".
5. Никто не виноват
Может быть орбиты никто не сбивает, а сами по себе два коричневых карлика завязаны в таком вальсе, что каждый раз приходят на немного другое место. Расчеты показывают, что эффект от такой возможности на два порядка слабее чем нужно.
6. Протопланетный диск
Астрономы уже обнаруживали ранее протопланетыне диски на полярных орбитах, почему этот случай отличается? Во-первых, система 2M1510 достаточно старая, чтобы протопланетный диск успел рассеяться. Во-вторых, его тоже не видно, а туча горячей пыли в инфракрасном спектре должна быть заметна хорошо. С другой стороны, 2M1510 (AB) b может быть не планетой, а облаком обломков. Мы и у планет-гигантов в Солнечной системе целые спутники от множества фрагментов спутников отличаем с трудом. Сделать подобное в другой звездной системе решительно невозможно. Однако, на суть открытия целостность экзопланеты не слишком влияет.
Что еще почитать об астрономических новостях?
Автор статьи - физик Георгий Тимс для проекта «Физика для гуманитариев». При копировании, пожалуйста, указывайте авторство. Социальные сети проекта: Телеграмм канал, Ютуб канал
