Астрономы: бродячая звезда выгнала планету со своего места и спасла её

Газовый гигант со странной орбитой стал невольным участником космической драмы.

Иллюстрация NASA/JPL-Caltech.

Проходящая мимо звезда сдвинула планету на другую орбиту, которая оказалась более безопасной.

Иллюстрация Paul Kalas, UC Berkeley / перевод Вести.Наука.

Астрономы обнаружили планету, которая была сдвинута со своей орбиты проходящей мимо звездой. Как ни парадоксально, это спасло её от окончательного изгнания из собственной системы. Сценарий этой космической драмы может объяснить, откуда за орбитой Плутона взялась гипотетическая Планета X.

Научная статья с результатами работы опубликована в издании Astronomical Journal Робертом де Росой (Robert De Rosa) и Полом Каласом (Paul Kalas) из Калифорнийского университета в Беркли.

Двойная звезда HD 106906 расположена в трёхстах световых годах от Земли в созвездии Южный Крест. Она очень молода: ей всего 15 миллионов лет (для сравнения, Солнце существует уже пять миллиардов).

В 2013 году у неё была открыта планета HD 106906b. Этот гигант, по массе в 11 раз превосходящий Юпитер, привлёк внимание астрономов.

Дело в том, что обычно планеты формируются из протопланетного диска звезды. Это не просто теория: такие диски на разных стадиях эволюции во множестве наблюдаются телескопами. Естественно, что орбиты планет остаются в плоскости породившего их диска. Именно такаяситуация наблюдается в Солнечной системе.

Однако орбита HD 106906b наклонена к плоскости диска, содержащего всё остальное вещество системы, на 21°. Это очень большая величина, и данный факт требует объяснения.

В 2015 году астрономы предположили, что траекторию небесного тела изменила гравитация прошедшей мимо звезды. Однако на тот момент у этой гипотезы не было надёжных доказательств.

Нужные факты предоставил телескоп Gaia, о котором "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали. Напомним, что этот инструмент с беспрецедентной точностью измеряет координаты и скорости звёзд, что позволяет восстановить историю их движения.

Проходящая мимо звезда сдвинула планету на другую орбиту, которая оказалась более безопасной.
Проходящая мимо звезда сдвинула планету на другую орбиту, которая оказалась более безопасной.
Иллюстрация Paul Kalas, UC Berkeley / перевод Вести.Наука.

Де Роса и Калас использовали эти данные, чтобы узнать, не заглядывало ли на огонёк к HD 106906 какое-нибудь светило. В своих компьютерных моделях они обратили вспять траектории 461 звезды, находящейся в том же скоплении. Выяснилось, что два-три миллиона лет назад поблизости прошла другая двойная звезда. Она-то и могла сдвинуть с места экзопланету-гиганта. (В том, что обе звезды являются двойными, нет ничего странного: большинство светил в Галактике и, вероятно, во всей Вселенной двойные или кратные).

При этом траектория "прохожей" лежала почти в плоскости диска системы HD 106906: разница составила лишь 5°. Это создавало все условия для сильного и продолжительного воздействия на планеты изучаемой звезды.

"Мы начали с 461 подозреваемого и обнаружили пару, которая находилась на месте преступления, – говорит Калас. – Её точная роль будет раскрыта, когда мы соберём больше доказательств".

Однако некоторые дополнительные факты были обнаружены уже сейчас. Так, с помощью "Хаббла" и наземного телескопа Gemini исследователи выяснили, что диск системы асимметричен. Это ещё одно свидетельство в пользу того, что он подвергся воздействию со стороны другой звезды.

Пикантность ситуации в том, что такой бесцеремонный пинок, вполне вероятно, спас HD 106906b от полного изгнания из системы. Многие орбиты вокруг двойных звёзд неустойчивы, поэтому подобные светила "плюются" своими планетами и астероидами. Так, вероятно, именно двойное солнце отправило в межзвёздный круиз знаменитого скитальца Оумуамуа. Расчёты показывают, что такая судьба могла ожидать и HD 106906b.

Однако "добрый прохожий" практически перетащил планету за шиворот на более безопасную орбиту. Теперь этот газовый мир обращается вокруг своей звезды не только под большим углом к плоскости диска (что избавляет его от большей части гравитационных возмущений), но и на почтительном расстоянии: в 18 раз дальше, чем Плутон от Солнца.

Отметим, что планетные системы со странными орбитами встречаются астрономам не впервые. До сих пор не было собрано доказательств того, что эти искажения вызваны пролетавшими мимо звёздами. HD 106906 может стать в этом отношении "первой ласточкой".

Возможно, следы подобных рандеву наложили отпечаток и на нашу собственную Солнечную систему. Астрономы находят всё больше свидетельств тому, что за орбитой Плутона существует Планета X, которая в несколько раз массивнее Земли. Однако встаёт вопрос, как она туда попала, ведь образование такого мира на этой орбите противоречит общепринятым теориям образования "семьи Солнца". Возможно, загадочную планету тоже согнало с привычного места притяжение проходящей мимо звезды.

Не исключено также, что именно похожие катаклизмы спасли ледяные тела, ныне составляющие облако Оорта, от изгнания из Солнечной системы под действием гравитации планет-гигантов.

Во всяком случае, известен тот факт, что близкие контакты с другими звёздами в прошлом были и у Солнца, а также предстоят ему в будущем.