Когда мы думаем о других планетных системах, мы склонны думать, что они будут действовать по тем же базовым правилам, что и наши. В Солнечной системе планеты вращаются вокруг экваториальной плоскости Солнца, то есть вокруг его экватора. Ось вращения Солнца, направление его полюсов в зависимости от его вращения, также совпадает с большинством планет (за исключением Урана, который вращается на своей стороне).
Но если изучение внезолнечных планет чему-то нас научило, так это то, что Вселенная полна возможностей. Рассмотрим звезду, известную как GJ436, красный карлик, расположенный примерно в 33 световых годах от Земли. В течение многих лет астрономы знали, что у этой звезды есть планета, которая очень похожа на комету. Но согласно недавнему исследованию, проведенному астрономами из Женевского университета (UNIGE), эта планета также имеет очень своеобразную орбиту.
Недавно в научном журнале появилось исследование под названием «Смещение орбиты экзопланеты массы Нептуна GJ 436b с вращением его холодной звезды». Природа. Исследование было проведено Винсентом Буррьером из Обсерватории Женевского университета и включало в себя сотрудников из Университета Гренобля Альп, Государственного университета Теннесси и Центра космоса и жилья в Университете Берна.
GJ436 уже был источником большого научного интереса, отчасти благодаря открытию, что его единственная подтвержденная экзопланета имеет газовую оболочку, подобную комете. Эта экзопланета, известная как GJ436b, впервые была обнаружена в 2004 году с использованием измерений лучевой скорости, проведенных обсерваторией Кека. В 2007 году GJ436b стала первой планетой размером с Нептун, которая, как известно, вращается очень близко к своей звезде (иначе - «Горячий Нептун»).
А в 2015 году GJ436 b снова попал в заголовки газет, когда ученые сообщили, что его атмосфера испаряется, в результате чего вокруг планеты образуется гигантское облако и длинная, затянувшаяся история. Было обнаружено, что это облако является результатом испарения водорода в атмосфере планеты благодаря экстремальному излучению, исходящему от его звезды. Это никогда ранее не замеченное явление означает, что GJ436 b выглядит как комета.
Еще одним интересным фактом об этой планете является ее наклонение к орбите, которое астрономы ломали голову за последние 10 лет. В отличие от планет Солнечной системы, орбиты которых в основном круговые, GJ436b следует очень эксцентричному, эллиптическому пути. И, как указала исследовательская группа в своем исследовании, планета также не вращается вокруг экваториальной плоскости звезды, а проходит почти над ее полюсами.
Как объяснил в пресс-релизе UNIGE Винсент Буррье, исследователь факультета астрономии научного факультета UNIGE, член проекта Европейского исследовательского совета FOUR ACES и ведущий автор исследования:
«Эта планета находится под огромными приливными силами, потому что она невероятно близка к своей звезде, едва 3% от расстояния Земля-Солнце. Звезда - это красный карлик, продолжительность жизни которого очень велика, и приливные силы, которые она вызывает, должны были с тех пор обогнуть орбиту планеты, но это не так! »
Это была особенно интересная находка по многим причинам. С одной стороны, это первый случай, когда планета была обнаружена на полярной орбите. С другой стороны, изучение того, как планеты вращаются вокруг звезды, является отличным способом узнать больше о том, как эта система формировалась и развивалась. Например, если планета была нарушена проходом ближайшей звезды или находится под влиянием присутствия других массивных планет, это будет видно по ее орбите.
Как объяснил исследователь UNIGE и соавтор исследования Кристоф Ловис:
«Даже если мы уже видели смещенные планетарные орбиты, мы не обязательно понимаем их происхождение, тем более что здесь мы впервые измеряем архитектуру планетной системы вокруг красного карлика».
Эрве Буст, астроном из Университета Гренобля Альп, отвечал за выполнение орбитальных расчетов на GJ436b. Как он указал, наиболее вероятным объяснением орбиты GJ436b является существование более массивной и более отдаленной планеты в системе. Хотя эта планета в настоящее время неизвестна, это может быть первым признаком того, что GJ436 является многопланетной системой.
«Если это так, то наши расчеты показывают, что планета не только не будет двигаться по кругу вокруг звезды, как мы знаем в течение 10 лет, но она также должна находиться на сильно наклоненной орбите», - сказал он. «Это именно то, что мы только что измерили!»
Другим интересным выводом из этого исследования было предсказание, что планета не всегда вращалась так близко к своей звезде. Основываясь на своих расчетах, команда предполагает, что GJ436b мог со временем мигрировать, чтобы стать «испаряющейся планетой», какой он является сегодня. Здесь также считается, что существование пока еще не обнаруженного спутника является наиболее вероятной причиной.
Как и во всех исследованиях экзопланет, эти результаты имеют значение для нашего понимания Солнечной системы. Заглядывая вперед, команда надеется провести дальнейшие исследования этой системы в надежде определить, есть ли неуловимый спутник планеты, который будет найден. Эти съемки, вероятно, выиграют от развертывания миссий следующего поколения, в частности космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST).
Как указал Бурье: «Наша следующая цель - определить таинственную планету, которая расстроила эту планетную систему». Обнаружение этого будет еще одним косвенным способом, с помощью которого астрономы обнаруживают экзопланеты - определяя присутствие других планет, основываясь на наклоне орбиты уже обнаруженных. Возможно, метод орбитального наклона?
