Задача трех тел: ученые открыли планетную систему с крайне хаотичными орбитами.
Большинство планетных систем во вселенной кажутся статичными - их эволюция растягивается на миллионы лет, оставляя исследователям лишь "Стоп-кадры" истории. Однако система TOI - 201, подробно описанная командой астрономов из университета Нью-мексико в журнале Science Advances, стала редким исключением. Ученые обнаружили мир, где орбиты смещаются заметно за человеческую жизнь.
TOI - 201 включает звезду (желто - белый карлик, горячее солнца, массивнее на треть) и три объекта:
Суперземля TOI - 201 d (в 1, 4 раза больше земли, в 6 раз массивнее, период - 5, 85 дня.
"Теплый Юпитер" TOI - 201 b (половина массы Юпитера, период - 53 дня.
Коричневый карлик TOI - 201 c (в 13 раз тяжелее Юпитера, вытянутая орбита, период ~8 лет) - самый массивный, "Гравитационный Дирижер", рекордсмен по длине периода среди транзитных коричневых карликов.
TOI - 201 стал уникальным открытием: это объект с самым длинным периодом обращения среди всех известных транзитных коричневых карликов (тех, что проходят непосредственно перед диском звезды. Именно его мощное притяжение определяет сложную и быстро меняющуюся структуру орбит всех остальных планет в этой системе. Коричневый карлик - самый массивный объект в системе. Из-за огромной массы и сильно вытянутой (эксцентричной) орбиты он оказывает доминирующее влияние на внутренние планеты.
Главная особенность TOI - 201 - экстремальная динамика. Орбиты планет в этой системе не лежат в одной плоскости, как в нашей солнечной системе. Карлик раскачивает орбиты внутренних планет, вызывая обмен между наклонением и эксцентриситетом. Взаимное наклонение: теплый Юпитер и карлик - 13, 4\xB0, суперземля и карлик - 42\xB0. Орбиты трех тел наклонены друг относительно друга, что вызывает сильное гравитационное взаимодействие. Объекты буквально перетягивают друг друга, меняя ориентацию своих путей в пространстве.
Последствия такого "Танца" поразительны: через 200 лет суперземля перестанет транзитировать, еще через столетия - теплый Юпитер, затем карлик; через тысячи лет транзиты вернутся. Система вызов теории формирования планет бросает. Лишь в том случае, если небесные тела рождаются из одного газопылевого диска, их орбиты должны лежать в одной плоскости (как в нашей солнечной системе. То, что в TOI - 201 они сильно наклонены, указывает на бурное и хаотичное прошлое.
Изображение: Tedi Vick/University of New Mexico.