Мы привыкли думать, что планетные системы — это аккуратные, выверенные конструкции. Планеты вращаются вокруг звезды в одной плоскости, почти по круговым орбитам, и так продолжается миллиарды лет. Солнечная система — хороший пример такого порядка.
Но природа любит сюрпризы.
Астрономы из Университета Нью-Мексико обнаружили систему TOI-201, где царят совсем другие правила. Три массивных объекта вращаются вокруг звезды, их орбиты наклонены друг относительно друга, и гравитация постоянно перестраивает эту конструкцию. Процессы, которые в других системах длятся миллионы лет, здесь происходят прямо на глазах у ученых.
Три непохожих мира
Система TOI-201 — это сборная солянка. В ней уживаются три совершенно разных объекта.
Суперземля TOI-201 d — каменистый мир, почти в полтора раза больше Земли и в шесть раз тяжелее. Она делает полный оборот вокруг звезды всего за 5,85 дня. Планета находится так близко к светилу, что о жидкой воде можно забыть. Это раскаленный каменный шар.
Теплый Юпитер TOI-201 b — газовый гигант, в два раза легче нашего Юпитера. Его год длится 53 земных дня. Это так называемый «теплый юпитер» — промежуточный класс между раскаленными гигантами, жмущимися к звезде, и холодными, как наш Юпитер. Как такие планеты попадают на свои орбиты — одна из загадок современной астрофизики.
Коричневый карлик TOI-201 c — самый массивный объект системы, в 13 раз тяжелее Юпитера. Но звездой его назвать нельзя: ему не хватает массы, чтобы запустить в ядре термоядерный синтез. Он вращается по вытянутой орбите, то приближаясь к звезде ближе, чем Марс к Солнцу, то уходя дальше Юпитера. Полный оборот занимает почти восемь лет.
Кто здесь главный
Главный дирижер в этой системе — коричневый карлик. Его колоссальная гравитация управляет движением двух других планет. Именно из-за него орбиты в TOI-201 постоянно меняются.
Ученые ожидали, что все объекты в системе вращаются примерно в одной плоскости. Как в Солнечной системе. Но реальность оказалась сложнее. Орбиты наклонены друг относительно друга, и этот наклон постепенно меняется под действием гравитации.
Система, которую мы теряем и обретаем заново
Самый удивительный эффект — транзиты планет по диску звезды не постоянны. Они происходят, угасают, а потом возвращаются спустя тысячи лет.
Суперземля TOI-201 d перестанет проходить перед своей звездой для земного наблюдателя уже через 200 лет.
Затем наступит очередь теплого Юпитера. А потом — коричневого карлика.
Но это не конец. Спустя тысячелетия цикл повторится. Орбиты снова повернутся под нужным углом, и планеты снова начнут транзитировать.
Следующее удобное окно для наблюдения коричневого карлика — 26 марта 2031 года. У астрономов будет шанс собрать новые данные об этом загадочном объекте.
Как ученые это выяснили
Команда Исмаэля Мирелеса использовала четыре разных метода наблюдения, чтобы восстановить трехмерную картину системы.
Спектроскопия позволила измерить колебания звезды под действием гравитации планет — так вычислили их массы.
Транзитная фотометрия зафиксировала моменты, когда планеты проходят перед звездой и слегка уменьшают ее яркость.
Метод изменения времени транзитов показал, как планеты притягивают друг друга и сдвигают моменты прохождения.
Астрометрия — с помощью данных миссий Hipparcos и Gaia — позволила заметить, как сама звезда смещается на небе из-за гравитации массивного коричневого карлика.
Итог
TOI-201 — это не просто еще одна экзопланетная система. Это лаборатория гравитационной динамики. Здесь планеты не застыли в идеальном порядке миллиарды лет назад, а продолжают двигаться, перестраиваться, наклоняться. Процессы, которые в других системах незаметны на коротких отрезках времени, здесь видны невооруженным взглядом (в переносном смысле).
Мы наблюдаем систему в момент ее активной жизни. Через 200 лет один из ее миров исчезнет из поля зрения земных телескопов, а через тысячу — вернется.
Как будто космос специально устроил это шоу, чтобы мы поняли: планетные системы — не механические часы, а живые, меняющиеся структуры.
Как вы считаете, уникальна ли система TOI-201, или таких систем во Вселенной большинство? И сможем ли мы когда-нибудь наблюдать полный цикл этих изменений? Делитесь мнениями в комментариях!
Читайте также: