Планетна система се върти накриво

Планетите в Слънчевата система са се формирали от един диск газ и прах, въртящ се в плоскостта на слънчевия екватор. Именно затова тяхната плоскост на въртене като цяло съвпада с този екватор.

Първото несъвпадение с това правило е открито преди пет години – оказало се, че някои планети се въртят под по-големи ъгли към екватора на своите звезди.

Едва по-късно станали известни още по-странни неща – отделни планети се движат в посоки, противоположни на въртенето на родителската си звезда. Как от един диск може да възникнат толкова странни и различни небесни тела?

Тъй като предположението за неправилната ориентация на диска не изглеждало правдоподобно, популярна станала такава теория: отначало в такива системи „всичко е наред”, но след това се е случило нещо и огромният местен „Юпитер”, пробиващ си път през планетите, накрая заел най-близката до звездата орбита; една част от стоящите на пътя му планети била изхвърлена в околното пространство, а друга – изпратена на немислими орбити.

Сега астрономи начело с Даниел Хюбер от Изследователския център „Еймс” на НАСА открили нещо не по-малко странно, което поставя под въпрос теорията за злодейското влияние на планетите гиганти върху тяхното обкръжение.

Като прегледали данните, натрупани от космическия телескоп „Кеплер” за периода на активната му работа, те изяснили, че в системата Кеплер-56 е налице планетна система, в която ъгълът на въртене на планетите е отклонен от екваториалната плоскост на звездата. Всички по-рано открити тела с „неправилни” орбити били самотни, което поставяло ситуацията като нетипична. Откритата сега цяла планетна система с такива параметри кара да се търси друг отговор на въпроса за природата на подобни образувания.

Кеплер-56, намираща се на 1669 светлинни години от нас, в качеството на звезда разполага с червен гигант, от рода на нашето Слънце, но след около 6-7 млрд. години. Засега там са открити две планети – едната е с период на въртене 10,5 дни, а другата – с 21,4 дни.

Разбираемо е, че ако съществуват други, по-отдалечени от звездата планети, няма да е лесно те да бъдат открити (и двете са открити благодарение на близостта им до светилото). Отчитайки, че наклонът на плоскостта на въртене на планетите към екваториалната плоскост на червения гигант е равен на 45°, става дума за доста неправилни орбити.

Двете планети са газови гиганти, едната е по-близка по маса до Сатурн, а другата – към Уран или Нептун. Но теорията, че техните орбити се дължат на взаимното им влияние, трудно се съгласува с реалността. Да, гравитацията на двете тела им помага да се намират в една плоскост, но двете планети сами по себе си не може да са причина за толкова странно отклонение. Затова астрономите смятат, че традиционното мнение, че „за всичко са виновни „горещите Юпитери”, може да е грешно.

Учените са на мнение, че алтернативна причина за неправилните планетни орбити в Кеплер-56 може да е присъствието на трети компаньон на значително разстояние от централната звезда, способно със своята гравитация системно да влияе на другите планети в системата.

Уви, проблемно е да се провери това инструментално. Затова е използвано моделиране, в което са зададени текущите параметри на системата и е внедрена трета планета на разстояние 2 астрономически единици и с маса 3,3 юпитериански. Изчисленията са правени въз основа на предположението, че първоначалната орбита на планетите е минавала през екваториалната плоскост на системата, следователно и орбитите на планетите са били правилни. След стотици хиляди моделни години се получило, че първите две планети са се отклонили от нормалната плоскост на реално открития ъгъл, а третата се е отклонила от плоскостта както по отношение на първите две, така и от екваториалната звездна плоскост.

Ситуацията в системата Кеплер-56 се различава значително както от положението на планетите спрямо екватора на Слънцето в нашата система, така и от всяка друга от известните днес.
© NASA

И така, не само „горещ Юпитер”, мигриращ към своята звезда, е способен да запрати в различни посоки планетите, но и „топли газови гиганти”. Авторите резонно отбелязват, че параметрите на външната хипотетична планета са избрани от тях съвсем произволно.

Реално разстоянието до нея може да е по-голямо (както и масата) или по-малко. Тоест може да става дума дори за звезда компаньон на значително разстояние от Кеплер-56. Но главното в изследването безспорно са не параметрите на загадъчното трето тяло, а самият подход – неправилните орбити може да са свързани с цяла редица странични фактори и често се съпътстват от повече от една планета.

Отчет за изследването е публикуван в сп. Science, а с кратката му версия можете да се запознаете тук.

Източник: Nature News