Удивительная система TOI-201: экзопланеты, нарушающие законы орбитальной механики
Международная группа исследователей обнаружила уникальную звездную систему TOI-201, где орбиты планет демонстрируют аномальное поведение. В отличие от большинства известных систем, здесь углы наклона орбит меняются настолько быстро, что это поддается наблюдению в режиме реального времени.
Мир науки продолжает изучать космос, и после открытия более 6 100 экзопланет в 4 500 внесолнечных системах вывод очевиден: не все солнечные системы созданы равными. Общепринятая модель предполагает, что орбиты планет остаются практически неизменными на протяжении всего периода их существования, сохраняя стабильную орбитальную плоскость. Однако открытие системы, где экзопланеты не только вращаются в разных плоскостях, но и демонстрируют переменное время прохождения перед своей звездой, ставит под сомнение привычные представления.
Недавно международная группа из более чем 50 исследователей изучила три экзопланеты с различными размерами, периодами обращения и углами наклона орбит. Используя данные с нескольких телескопов по всему миру, включая объект ASTEP в Антарктиде, и компьютерное моделирование, команда охарактеризовала архитектуру этой системы как уникальную. Антарктический объект особенно важен, так как в зимние месяцы (с марта по сентябрь) он обеспечивает несколько месяцев непрерывной темноты для наблюдений.
Объектом исследования стала система TOI-201, содержащая звезду типа F, расположенную на расстоянии около 371 светового года от Земли. В систему входят планета, похожая на Землю, газовый гигант (TOI-201 b) и массивный газовый гигант (TOI-201 c) с периодами обращения около 5,8 дня, 53 дней и 2 900 дней (7,9 года) соответственно.
Звезды типа F крупнее и горячее нашего Солнца. В отличие от нашей Солнечной системы, где планеты движутся по почти круговым орбитам, планета TOI-201 c обладает сильно эллиптической орбитой, напоминающей траектории комет.
Исследователи обнаружили, что время прохождения экзопланет перед звездой постоянно меняется. Более того, углы наклона их орбит трансформируются настолько быстро, что астрономы могут наблюдать эволюцию системы в режиме реального времени — в человеческих временных масштабах, в то время как обычно подобные процессы занимают миллионы или миллиарды лет.
«Сильно эллиптическая орбита TOI-201 c нарушает стабильность орбит двух внутренних экзопланет, когда она приближается к своей звезде», — отмечают авторы исследования.
Компьютерное моделирование показало, что все три экзопланеты перестанут проходить перед своей звездой с точки зрения земного наблюдателя примерно через 200 лет, и потребуется около 10 000 лет, чтобы этот цикл транзитов возобновился.
Ученые подчеркивают, что система TOI-201 имеет сходство с другими объектами, такими как Кеплер-419b, Кеплер-448b и Кеплер-693b, где орбиты также подвергаются гравитационному воздействию крупных и эксцентричных экзопланет.
