Редкий "троянский" мир может иметь ту же орбиту, что и другая планета

Астрономы, возможно, нашли редкую "сладших братьев и сестер", которая разделяет ту же орбиту планеты, похожей на Юпитер, вокруг молодой звезды.

Исследователи использовали большой миллиметровый/субмиллиметровый массив телескопов Атакама, или ALMA, в Чили для наблюдения за системой PDS 70, расположенной на расстоянии 370 световых лет в созвездии Центавр.

Известно, что две планеты, похожие на Юпитера, известные как PDS 70b и PDS 70c, уже вращаются вокруг звезды.

Но астрономы также шпионили за облаком обломков в пределах орбитального пути PDS 70b, которое может представлять собой строительные блоки новой планеты, которая активно формируется или уже формируется.

Ученые считают, что их прямое изображение может быть самым сильным доказательством на сегодняшний день, показывающим, что две экзопланеты могут иметь одну и ту же орбиту.

Исследование с подробным описанием результатов было опубликовано в среду в журнале Astronomy & Astrophysics.

"Два десятилетия назад теоретически было предсказано, что пары планет одинаковой массы могут иметь одну и ту же орбиту вокруг своей звезды, так называемых троянских или коорбитальных планет. Впервые мы нашли доказательства в пользу этой идеи", - сказала в своем заявлении ведущий автор исследования Ольга Балсалобр-Руза, аспирантка факультета астрофизики Мадридского центра астробиологии.

Это изображение, сделанное с помощью большого миллиметрового/субмиллиметрового массива Атакама, показывает планетарную систему PDS 70. В центре находится звезда, которая вращается вокруг двух планет. Кольцевая структура представляет собой околозвездный диск материала, который порождает планеты.

Троянцы - это скалистые тела, которые существуют на той же орбите, что и планеты. Эти явления распространены в нашей Солнечной системе, включая пару на орбите Земли и более 12 000 троянских астероидов, которые существуют на орбите Юпитера, когда он движется вокруг Солнца. Миссия НАСА Люси, запущенная в октябре 2021 года, станет первым изучением этих ранее невиденных астероидов вблизи.

Доказательства троянов за пределами нашей Солнечной системы, особенно троянских планет, до сих пор были редки.

"Экзотрояны (троянские планеты за пределами Солнечной системы) до сих пор были похожи на единорогов: им разрешено существовать по теории, но никто никогда их не обнаруживал", - сказал в своем заявлении соавтор исследования Хорхе Лилло-Бокс, исследователь Центра астробиологии.

Троянцы обычно можно найти в точках Лагранжа или в двух расширенных областях на орбите планеты, где гравитационное притяжение звезды и планеты может улавливаться материалы.

Открытие заставило исследователей задаться вопросом, как формируются и развиваются троянцы и сколько их может существовать в других планетарных системах, сказал в своем заявлении соавтор исследования Ициар Де Грегорио-Монсальво, глава Управления науки Европейской южной обсерватории в Чили.

Облако мусора (обведенное желтой пунктирной линией) может быть вновь формирующаяся планета на той же орбите, что и планета PDS 70b.

Облако мусора Telltale

Во время наблюдений планетарной системы исследовательская группа заметила облако мусора в точке орбиты PDS 70b, где могут существовать трояны. Сигнал предполагал облако обломков массой примерно в два раза больше, чем у нашей Луны, которое может быть троянской планетой или планетой в формировании.

"Кто может себе представить два мира, которые разделяют продолжительность года и условия обитаемости? Наша работа является первым доказательством того, что такой мир может существовать", - сказал Балсалобре-Руза. "Мы можем себе представить, что планета может разделить свою орбиту с тысячами астероидов, как в случае с Юпитером, но меня поражает, что планеты могут иметь одну и ту же орбиту".

По данным НАСА, экзопланета PDS 70b, открытая в 2018 году, имеет массу трех Юпитеров и занимает более 119 лет, чтобы завершить одну орбиту вокруг своей звезды.

Чтобы подтвердить открытие истинного троянского мира, исследователям придется подождать до 2026 года, когда они смогут использовать ALMA, чтобы увидеть, как далеко продвинулись PDS 70b и облако мусора в свой длительный орбитальный период вокруг звезды.

"Это был бы прорыв в экзопланетном поле", - сказал Балсалобре-Руза.