Ранее обнаруживались лишь кандидаты в подобные объекты
Астрономы впервые подтвердили существование экзопланеты с кратной полярной орбитой. Именно такое тело способно объяснить результаты наблюдений за близкой к Солнцу парой коричневых карликов 2MASS J15104786-2818174, выявивших прецессию линии апсид орбиты тел. Статья опубликована в Science Advances.
Чтобы обладать кратной орбитой, планете необходимо вращаться вокруг всей двойной или тройной системы родительских звезд. Это достаточно редкие объекты, которые очень ценны с точки зрения изучения орбитальной динамики и происхождения звездных систем с планетами. К настоящему времени известно 16 экзопланет с кратной орбитой, обращающихся вокруг двойных звезд (циркумбинарные экзопланеты). При этом плоскости их орбит близки к плоскостям орбиты двойных систем, с взаимным наклоном менее пяти градусов, что согласуется с результатами моделирования.
Однако ряд наблюдений и теоретические модели предсказывают также существование небольшой популяции циркумбинарных экзопланет, обладающих смещенными или полярными орбитами, которые характеризуются заметным наклонением или перпендикулярны плоскости орбиты двойной звезды. Полярная орбита циркумбинарной экзопланеты по расчетам должна быть стабильной в разных случаях. В пользу существования подобных объектов говорят наблюдения искривленных или полярных протопланетных дисков, а также неподтвержденные кандидаты.
Группа астрономов во главе с Томасом Бейкрофтом (Thomas Baycroft) из Бирмингемского университета сообщила, что собрала убедительные доказательства того, что в двойной затменной системе коричневых карликов 2MASS J15104786-2818174 есть экзопланета с кратной полярной орбитой. Исследователи провели анализ колебаний радиальных скоростей карликов по данным наблюдений за период с 2017 по 2023 год на эшелле-спектрографе UVES, который установлен на наземном комплексе телескопов VLT.
Внутренняя часть 2MASS J15104786-2818174 представляет собой пару коричневых карликов с массами 0,0331 и 0,0332 массы Солнца, находящихся на вытянутой (эксцентриситет 0,36) орбите с периодом 20,9 дня. Вокруг них на расстоянии около 250 астрономических единиц находится третий коричневый карлик, который обращается вокруг пары с периодом около 11 тысяч лет. Система входит в близлежащую движущуюся группу Аргуса возрастом около 45 миллионов лет, что делает центральную пару одной из двух известных молодых затменных двойных систем коричневых карликов.
Исследователи выявили ретроградную скорость прецессии линии апсид орбиты двойной системы. В теории проградную скорость прецессии могут обеспечить эффекты Общей теории относительности или приливные воздействия другого тела в системе. В случае 2MASS J15104786-2818174 наблюдаемую прецессию нельзя объяснить ни возмущениями со стороны третичного тела в системе, ни случаем быстрого собственного движения пары, из-за чего будет меняться угол наблюдений, ни наклонным циркумбинарным диском.
Таким образом, единственным жизнеспособным сценарием оказывается случай дополнительного тела на полярной орбите вокруг центральной пары карликов, причем он должен быть заметно менее ярким, чем карлики, что говорит о планетарной природе невидимого тела. В дальнейшем астрономы намерены уточнить текущие результаты измерений и подтвердить существование экзопланеты другими способами.
У тройных звездных систем тоже могут быть экзопланеты с кратной орбитой — первый такой объект отыскали несколько лет назад.