Астрономи вперше виміряли рух масивної екзопланети, яка міститься на дуже далекій орбіті від материнських зір та диска з невеликих тіл. Екзопланета HD106906 b (її маса становить 11 мас Юпітера) обертається навколо подвійної зорі, що лежить від Землі на відстані 336 світлових років. Можливо, вона є непрямим доказом тому, що може існувати в нашій планетній системі. Йдеться про досі гіпотетичний віддалений об’єкт Сонячної системи, який отримав назву «Дев’ята планета» («Planet Nine»).
Екзопланету HD106906 b виявили в 2013 р. за допомогою телескопів Магеллана в обсерваторії Лас-Кампанас в чилійській пустелі Атакама. Однак тоді астрономи нічого не з’ясували про орбіту планети. Для цього був потрібен Космічний телескоп імені Габбла, щоб отримувати дуже точні виміри руху об’єкта протягом 14 років.
Екзопланета лежитьвід своєї пари яскравих молодих зір дуже далеко — ця відстань у 730 разів більша відстані Землі від Сонця. Таке положення ускладнювало визначення орбіти, яку планета проходить упродовж 15 000 років, за такий короткий проміжок часу спостережень за допомогою «Габбла». Планета переміщується дуже повільно по орбіті під дією слабкої сили тяжіння її дуже віддалених материнських зір.
Команда «Габбла», яка отримала цей новий результат, з подивом виявила: віддалений об’єкт має незвичну орбіту. В неї великий кут нахилу, вона витягнута і лежить зовні від пилового диска, що оточує материнські зорі-близнюки екзопланети. Пиловий диск також незвичний, можливо, завдяки гравітаційній дії віддаленої планети.
На цьому знімку, отриманому за допомогою Космічного телескопа імені Габбла, показано одну можливу орбіту (пунктирний еліпс) екзопланети HD 106906 b. Планета міститься на великій відстані від материнських зір, світло яких на цьому знімку замасковано, щоб планету можна було побачити. Планета лежить за межами навколозоряного диску з невеликих об’єктів, що схожі на тіла Поясу Койпера — невеликі крижані тіла за орбітою Нептуна. Сам диск асиметричний і спотворений, можливо, внаслідок дії сили тяжіння цієї незвичної планети. Інші світлі цятки на зображенні — це зорі тла. Фото з сайту www.nasa.gov.
Мейдзі Нґуєн (Meiji Nguyen) з Каліфорнійського університету в Берклі, який керував дослідженням, пояснив: «Щоб підкреслити, чому це дивно, ми можемо просто поглянути на Сонячну систему і побачити, що всі планети лежать приблизно в одній площині. Було б дивним, якби, скажімо, орбіта Юпітера мала кут нахилу в 30 градусів відносно площини, навколо якої обертаються всі інші планети. Це ставить питання про те, як HD 106906 b опинилася так далеко на такій похилій орбіті».
Прийнятна теорія, що пояснює, як екзопланета потрапила на таку далеку і дивно похилу орбіту, говорить про те, що планета утворилася набагато ближче до материнських зір — на відстані приблизно втричі більше, ніж Земля від Сонця. Однак тяжіння усередині газового диска системи призвело до зміни орбіти планети, що змусило її мігрувати ближче до своїх зір. Потім гравітаційні сили від зір-близнюків викинули її на ексцентричну орбіту, що майже вивела її із системи в порожнечу міжзоряного простору. Потім якась зоря пройшла дуже близько від цієї системи, стабілізувавши орбіту екзопланети і не давши їй покинути рідну систему. За допомогою космічного апарата «Ґайя» Європейського космічного агентства завдяки точним вимірюванням відстаней і руху раніше ідентифікували зорі, що проходили мимо цієї системи.
Такий сценарій для пояснення химерної орбіти HD106906 b в чомусь схожий на той, що, можливо, спричинив переміщення досі гіпотетичного об’єкта «Дев’ята планета» у віддалену частину Сонячної системи, за пояс Койпера. Дев’ята планета могла сформуватися у внутрішній Сонячній системі, а потім була викинута із неї через взаємодію з Юпітером. Однак Юпітер, імовірно, викинув би її далеко за межі Плутона. Зорі, що проходять повз Сонячну систему, могли стабілізувати орбіту планети-вигнанця на далекій відстані від Юпітера та інших планет у внутрішній Сонячній системі.
«Це так, ніби у нас є машина часу, що дає змогу повернутися на 4,6 мільярда років тому, щоб побачити, що могло статися, коли молода Сонячна система була динамічно активною, і все в ній змінювалося», — пояснив учасник дослідження Пол Калас (Paul Kalas) з Каліфорнійського університету в Берклі.
Нині астрономи мають лише побічні докази існування Дев’ятої планети. Вони виявили скупчення невеликих небесних тіл за межами Нептуна, які рухаються незвичними орбітами порівняно з рештою Сонячної системи. Деякі астрономи вважають, що цю конфігурацію «зібрала» сила тяжіння величезної невидимої планети. Альтернативна гіпотеза полягає в тому, що існує не одне велике збурення, а сумарний гравітаційний вплив значно менших об’єктів.
«Незважаючи на те, що дев’яту планету досі не виявлено, висновок про її орбіту можна зробити на основі впливу, який вона чинить, на різні об’єкти зовнішньої Сонячної системи», — пояснив учасник дослідженняРоберт Де Роса (Robert De Rosa) з Європейської південної обсерваторії в Чилі. «Якщо те, що ми спостерігаємо на орбітах транснептунових об’єктів, справді спричиняє масивна планета, то в такому разі у неї має бути ексцентрична орбіта, нахилена відносно площини Сонячної системи. Це передбачення щодо орбіти дев’ятої планетисхоже на те, що ми спостерігаємо з HD 106906 b».
Науковці, які будуть працювати з майбутнім космічним телескопом Джеймса Вебба, планують отримати додаткові дані про HD106906 b, щоб краще зрозуміти систему планети. Серед інших питань астрономи хочуть знати, де і як сформувалася планета та чи має вона систему кілець.
«Є ще багато відкритих питань щодо цієї системи», — додав Де Роса. «Наприклад, ми остаточно не знаємо, де і як сформувалася планета. Хоча ми зробили перше вимірювання орбітального руху, все ще існують великі невизначеності щодо різних параметрів орбіти. Цілком ймовірно, що і спостерігачі, і теоретики будуть вивчати HD 106906 bпротягом багатьох років, розкриваючи безліч таємниць цієї дивної планетної системи».
Результати дослідження оприлюднив Astronomical Journal.
За інф. з сайту www.spacetelescope.org підготував Іван Крячко
