Астрономы обнаружили субнептун, вращающийся вспять вокруг красного карлика

Фото из открытых источников

В нашей Солнечной системе все восемь планет вращаются вокруг Солнца в упорядоченном порядке. Ни одна из них не отклоняется от экватора более чем на 7°, и все они вращаются в том же направлении, что и само Солнце. Но это не относится ко всем солнечным системам, и новая статья, опубликованная в журнале Astronomy & Astrophysics группой исследователей под руководством Янна Картерета из Женевского университета (UNIGE), описывает первое обнаружение экзопланеты, вращающейся в направлении, противоположном направлению вращения её родительской звезды — красного карлика, — и это имеет важное значение для нашего понимания теории формирования планет.

Планета, известная как GJ 3090 b, является «субнептуном», примерно в 2,2 раза шире Земли и имеет в 4,5 раза большую массу. Она вращается вокруг холодного, тусклого красного карлика, расположенного в 73 световых годах от нас в южном созвездии Феникса, примерно раз в 2,9 дня. Исследователи пытались определить эту орбиту с помощью 3,6-метрового телескопа Европейской южной обсерватории в Чили.

Очевидный способ узнать подробности этой орбиты — внимательно наблюдать за «прохождением» планеты перед своей звездой. В частности, исследователи искали явление, называемое эффектом Росситера-Маклафлина (ЭМ). По мере вращения звезды сторона, вращающаяся в сторону наблюдающего телескопа, слегка смещается в синюю область спектра из-за движения этой части звезды к наблюдателю. Это также означает, что другая сторона, поворачивающаяся от наблюдателя, будет казаться слегка смещенной в красную область спектра. Это и есть эффект ЭМ.

В обычной системе, такой как наша, планета сначала пересекла бы «голубую» сторону, временно блокируя голубой свет и делая звезду более красной. Затем она пересекла бы «красное» полушарие, и звезда стала бы немного голубее. Наблюдая за прохождением GJ 3090 b перед звездой 5 раз, исследователи заметили, что каждый раз происходило прямо противоположное — сначала планета пересекала «красное» полушарие, а затем «голубое». Другими словами, она движется назад относительно своей звезды.

Дальнейшие расчеты показали, что наклон орбиты планеты составляет около 136 градусов — при значении более 90 градусов планета движется ретроградно. Это огромная величина по сравнению с примерно 7 градусами, характерными для планет нашей системы, но это не первый случай обнаружения экзопланеты с таким большим наклоном орбиты. В случае с другими экзопланетами нам известно, что стало причиной этого, а у GJ 3090 b, похоже, все эти причины отсутствуют.

Как правило, планеты оказываются на странных орбитах из-за гравитационных событий, произошедших спустя долгое время после образования самой планеты. Обычно это вызвано наличием массивной планеты в другом месте Солнечной системы или звезды-компаньона. Хотя у GJ 3090 b есть ещё одна планета в системе (которая, как подозревают исследователи, также может двигаться в ретроградном направлении, но данных для подтверждения этого утверждения недостаточно), она не обладает размером, достаточным для того, чтобы заставить GJ 3090 b двигаться в ретроградном направлении, как это, по-видимому, происходит.

Без этого скрытого спутника классические динамические модели того, что могло вызвать изменение орбиты планеты, теряют свою актуальность. Так что же могло стать причиной? Авторы предполагают, что могло произойти то, что они называют «первичным переворотом диска».

После образования звезды и рассеивания её первоначального диска из окружающей межзвёздной среды поступил новый поток газа и пыли. Часть этого материала упала на звезду, но часть потенциально могла бы создать второй протопланетный диск, и если бы он попал в неё под правильным углом, он сохранил бы свой собственный угловой момент, который мог бы быть противоположным угловому моменту звезды.

Есть некоторые свидетельства этому в других звёздных системах. Астрономы наблюдали так называемые «диски Питера Пэна», которые существуют на десятки миллионов лет дольше, чем предсказывают большинство моделей звёздной эволюции. Таким образом, GJ 3090 b может быть примером того, что происходит, когда диск Питера Пэна наконец-то решает вырасти и стать планетой.

Это интригующая теория, но для её подтверждения потребуется больше доказательств. Однако такие доказательства могут появиться, поскольку эта статья представляет собой техническую веху в наблюдении экзопланет — GJ 3090 b является самой маленькой экзопланетой, для которой когда-либо была составлена карта наклона орбиты вокруг красного карлика. Наверняка есть и другие подобные примеры, и существует множество других многопланетных систем вокруг красных карликов, которые можно наблюдать. Возможно, это лишь вопрос времени, когда мы раскроем тайны движущихся в обратном направлении планет (или планет).