Обнаружена первая ретроградная планета у красного карлика

Международная группа исследователей под руководством аспиранта Женевского университета Яна Картерета обнаружила, что планета GJ 3090 b вращается вокруг своей звезды в направлении, противоположном ее вращению. Это первая ретроградная планета, найденная у красного карлика, и первый случай сильно смещенной орбиты в многопланетной системе без массивного компаньона. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

В космосе постоянно происходит один и тот же процесс: облако газа и пыли сжимается, вокруг молодой звезды формируется диск, и в этом диске рождаются планеты. По логике вещей, все они должны двигаться в ту же сторону, что и звезда, и лежать примерно в одной плоскости с ее экватором. Именно так устроена наша Солнечная система, где восемь планет обращаются в ту же сторону, что и Солнце, хотя их орбиты и наклонены к солнечному экватору на небольшие углы, от трех до семи градусов. Это отклонение считается следствием бурного прошлого: столкновений, гравитационных возмущений или особенностей коллапса самого облака. Но иногда природа преподносит куда более странные сюрпризы.

Планета GJ 3090 b относится к классу субнептунов — это самые распространенные экзопланеты в нашей галактике, которые больше Земли, но меньше Нептуна. Ее радиус в 2,2 раза превышает земной, а масса в 4,5 раза. Она вращается вокруг красного карлика GJ 3090, звезды холоднее и меньше Солнца. Изначально планету заметил космический телескоп TESS, который ищет транзиты, то есть слабые периодические падения яркости звезды, когда планета проходит перед ней. Но чтобы понять, как именно расположена орбита, нужны были другие инструменты.

На помощь пришел спектрограф NIRPS, установленный в обсерватории Ла-Силла в Чили. С его помощью астрономы не только подтвердили существование GJ 3090 b и измерили его массу, но и обнаружили в системе еще две планеты. Главное же достижение это измерение угла между плоскостью орбиты планеты и экваториальной плоскостью звезды. Этот угол, который астрономы называют пси (ψ), для GJ 3090 b составил около 136 градусов. Это означает, что планета не просто наклонена, она движется по ретроградной орбите, то есть в сторону, противоположную вращению своей звезды.

Как отмечает соавтор исследования Лена Парк, именно инфракрасные возможности NIRPS позволили достичь точности, необходимой для измерения такого угла у столь маленькой планеты. Ранее это было практически невозможно. Ян Картерет признается, что результат стал неожиданным: планета не только сильно смещена, но и вращается в обратном направлении.

Особенность ситуации в том, что обычно столь странные орбиты объясняются наличием массивного компаньона, другой звезды или крупной планеты, которая своим притяжением раскачивает систему. Однако в случае GJ 3090 никаких свидетельств существования такого объекта нет. Это заставляет ученых искать другие объяснения. Винсент Буррье, преподаватель и исследователь Женевского университета, предполагает, что звезда могла захватить смещенный, ретроградный вторичный диск, в котором затем сформировались планеты. Такой сценарий, по мнению авторов, лучше всего объясняет наблюдаемую архитектуру.

Работа показывает, что даже самые маленькие планеты у красных карликов могут иметь удивительно сложные и плохо предсказуемые орбиты. А метод, основанный на эффекте Росситера — Маклафлина и его многократных наблюдениях, открывает новые возможности для изучения таких систем в инфракрасном диапазоне, где они долгое время оставались недоступными.

В результате исследования ученые установили, что планета GJ 3090 b обращается вокруг своей звезды по ретроградной орбите с углом наклона около 136 градусов. Это первый подобный случай для планеты у красного карлика и первый пример сильно смещенной многопланетной системы, в которой нет массивного компаньона, способного объяснить такую конфигурацию. Наиболее вероятным объяснением авторы считают аккрецию смещенного вторичного диска и последующую миграцию планет, что делает систему GJ 3090 уникальной лабораторией для понимания формирования планетных систем.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях