Наземные телескопы напрямую подтвердили существование экзогиганта вблизи двойной звезды

Астрономы при помощи прямых наблюдений за молодой парой звезд HD 143811 AB, проводившихся в течении девяти лет, обнаружили у нее экзогиганта с наиболее узкой известной орбитой вокруг двойной звезды среди мультизвездных систем. Подобные открытия очень редки и ценны для ученых, занимающихся теориями планетообразования. Статьи (раз и два) опубликованы в журналах Astrophysical Journal Letters и Astronomy & Astrophysics.

К настоящему моменту подтверждено существование более шести тысяч экзопланет, однако крайне малая доля этих объектов обнаружена в системах из двух и более звезд. Это сильно усложняет астрономам процесс понимания того, как подобные экзопланеты образуются и эволюционируют. Существуют два типа таких тел: орбита P-типа или кратная (когда экзопланета вращается вокруг всей звездной системы) или орбита S-типа (когда экзопланета вращается вокруг одной из звезд, входящих в систему). При этом лишь считанные тела планетарного масштаба в мультизвездных системах наблюдались напрямую, что связано с редкостью пригодных для таких наблюдений систем. Все они представляют собой экзогиганты и тела с массой на границе между коричневыми карликами и экзопланетами на очень широких орбитах.

Группа астрономов во главе с Натали Джонс (Nathalie K. Jones) из Северо-Западного университета сообщила об открытии экзогиганта в двойной звездной системе HD 143811 AB при помощи прямых наблюдений за ней. Первоначально система стала интересна ученым в 2016 году, когда они заметили в ней тусклый источник излучения неясной природы. Исследователи проанализировали данные прямых наблюдений за звездной парой, собранные в период с 2016 по 2025 год при помощи инструмента GPI, установленного на телескопе «Джемини-Юг», инструмента SPHERE, установленного на телескопе VLT, и инструмента NIRC2, установленного в обсерватории Кека. Все наблюдения велись с использованием адаптивной оптики и в режиме коронографа, когда излучение звезд блокируется маской.

HD 143811 AB представляет собой спектроскопически двойную звезду из области звездообразования Скорпиона — Центавра. Она очень молода (13–15 миллионов лет) и содержит светила с массами 1,3 и 1,16 массы Солнца, обращающиеся друг вокруг друга с периодом 18,59 дня.

Анализ имеющихся данных наблюдений показал, что обнаруженный в системе источник излучения гравитационно связан с ней, а не является фоновым объектом. Он движется вокруг звездной пары по кратной орбите, которая характеризуется наклонением 37,5 градуса, длиной большой полуоси 64 астрономические единицы, эксцентриситетом 0,23 и орбитальным периодом 320 лет. Лучше всего HD 143811 (AB) b вписывается в модель экзогиганта с массой 4,9–6,2 массы Юпитера, радиусом около 1,41 радиуса Юпитера и эффективной температурой около тысячи кельвин.

HD 143811 (AB) b стала на текущий момент наиболее близкой к своей звездной паре экзопланетой и первым таким объектом, наблюдавшимся напрямую в мультизвездной системе. Дальнейшие наблюдения за экзопланетой должны помочь оценить применимость к ней либо модели «холодного старта» (планета формируется за счет аккреции протопланетного вещества на твердое ядро), либо модели «горячего старта» (гравитационная неустойчивость в протопланетном диске).

Несколько экзопланет у двойных звезд ученым пока что удалось найти лишь в одной системе — в Kepler-47 существуют сразу три экзопланеты.