Астрономи за допомогою Великої міліметрової/субміліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) виявили можливу «посестру» екзопланети, що обертається навколо далекої зорі. Наукова група виявила хмару малих небесних тіл, які, можливо, перебувають на орбіті цієї планети і які, на думку науковців, можуть бути будівельними блоками нової планети або залишками вже сформованої. У разі підтвердження це відкриття стане найвагомішим доказом того, що дві екзопланети можуть мати одну орбіту.
«Два десятиліття тому теоретично було передбачено, що пари планет однакової маси можуть мати однакову орбіту навколо своєї зорі — це так звані троянські або коорбітальні планети. Ми вперше знайшли докази цієї ідеї», — сказала Ольга Балсалобре-Руза (Olga Balsalobre-Ruza), студентка Центру астробіології в Мадриді (Іспанія), яка є першим автором статті, опублікованої в Astronomy & Astrophysics.
Троянці, кам’янисті тіла на тій самій орбіті, що й планети, поширені в Сонячній системі [1]. Найвідомішим прикладом є троянські астероїди Юпітера — понад 12 000 кам’янистих тіл, які обертаються навколо Сонця на тій самій орбіті, що й газовий гігант. Астрономи передбачили, що троянці, зокрема троянські планети, також можуть існувати навколо зорі, не схожої на Сонце, але доказів цьому було небагато.
«Екзотроянці [троянські планети за межами Сонячної системи] досі були схожі на однорогів: теорія вказувала на їхнє існування, але ніхто їх ніколи не виявляв», — сказав співавтор дослідження Хорхе Лілло-Бокс (Jorge Lillo-Box), старший науковий співробітник Центру астробіології.
Тепер міжнародна група науковців застосувала ALMA, партнером якої є Європейська південна обсерваторія, щоб знайти найпереконливіші на тепер докази того, що троянські планети можуть існувати, зокрема в системі PDS 70. Відомо, що ця молода зоря має дві гігантські планети, схожі на Юпітер, PDS 70b і PDS 70c. Проаналізувавши архівні дані спостережень ALMA за цією системою, наукова група виявила хмару «сміття» в тому місці на орбіті PDS 70b, де, згідно з передбаченнями, існують троянці.
Зображення ділянки зоряного неба навколо слабкої помаранчевої карликової зорі PDS 70 (у середині зображення). Яскраво-синя зоря праворуч — c Кентавра. Авторські права на зображення: ESO/Digitized Sky Survey 2. Подяка: Davide De Martin. Фото з сайту www.eso.org.
Троянці містяться в так званих зонах Лагранжа, двох ділянках на орбіті планети, де об’єднана гравітація зорі та планети може утримувати речовину. Вивчаючи ці два регіони орбіти PDS 70b, астрономи виявили слабкий сигнал від одного з них. Він вказує на те, що там може перебувати хмара дрібних тіл, маса якої приблизно вдвічі перевищує масу Місяця.
Наукова група вважає, що ця хмара «уламків» може вказувати на наявний троянський світ у цій системі або планету, яка перебуває у процесі формування. «Хто міг уявити собі два світи, які мають однакову тривалість року та умови для життя? Наша робота є першим доказом того, що такий світ може існувати», — зазначила Балсалобре-Руза. «Ми можемо уявити, що планета може мати на своїй орбіті тисячі астероїдів, як у випадку з Юпітером, але мене вражає, що планети можуть мати одну орбіту».
На мапі південного сузір’я Кентавра наведено більшість зір, видимих неозброєним оком ясної темної ночі. Карликова зоря PDS 70 позначена червоним кружком. Авторські права на зображення: ESO, IAU та Sky & Telescope. Фото з сайту www.eso.org.
«Наше дослідження є першим кроком до пошуку коорбітальних планет на дуже ранніх стадіях їх формування», — сказала співавтор дослідження Нурія Уеламо (Nuria Huélamo), старший науковий співробітник Центру астробіології. «Це ставить нові питання про формування троянців, про те, як вони еволюціонують і як часто трапляються в різних планетних системах», — додав Іціар Де Ґреґоріо-Монсальво (Itziar De Gregorio-Monsalvo), голова Наукового офісу Європейської південної обсерваторії в Чилі, який також брав участь у цьому дослідженні.
Щоб повністю підтвердити своє відкриття, науковцям потрібно чекати до 2026 року, коли вони планують виконати спостереження за допомогою ALMA, щоб з’ясувати, чи PDS 70b і споріднена з нею хмара дрібних тіл помітно рухаються разом по одній орбіті навколо зорі. «Це був би прорив в галузі екзопланет», — зазначила Балсалобре-Руза.
«Майбутнє цієї теми дуже захопливе, і ми з нетерпінням чекаємо розширених можливостей ALMA, запланованих на 2030 рік, які значно покращать здатність масиву антен виявляти особливості троянських тіл довкола багатьох інших зір», — підсумував Де Ґреґоріо-Монсальво.
Примітки
[1] Коли астрономи вперше виявили астероїди на орбіті Юпітера, їх назвали на честь героїв Троянської війни, що породило назву троянці для позначення цих об’єктів.
За інф. з сайту www.eso.org підготував Іван Крячко
