Астрономы обнаружили редкую планетную систему с быстро меняющимися орбитами

Обычно планетарные системы эволюционируют на протяжении миллионов и миллиардов лет, сохраняя стабильность своих орбит. Однако недавно открытая система TOI-201 стала исключением из этого правила. Исследователи зафиксировали изменения траекторий планет в режиме реального времени — на отрезке всего в несколько лет, что крайне необычно для космических масштабов.

Состав и особенности системы TOI-201

Система TOI-201 состоит из трех крайне непохожих друг на друга небесных тел, чье гравитационное взаимодействие создает уникальную динамику:

• Сверхземля — каменистая планета, совершающая полный оборот вокруг звезды каждые 5,8 дня.
• Газовый гигант — планета массой в половину Юпитера с орбитальным периодом 53 дня.
• Коричневый карлик (TOI-201c) — массивный объект, занимающий промежуточное положение между планетами и звездами. Он в 16 раз тяжелее Юпитера, движется по вытянутой эллиптической орбите и совершает один оборот примерно за 8 лет.

Именно гравитационное влияние массивного коричневого карлика в сочетании с его сильно наклоненной орбитой вызывает нестабильность всей системы. В ходе наблюдений было замечено, что планеты начинают проходить перед диском своей звезды с задержкой до 30 минут по сравнению с расчетным временем. В обзоре отмечается, что такие резкие скачки в движении планет ранее никогда не фиксировались астрономами столь наглядно.

Наблюдения из самой удаленной точки Земли

Для подтверждения аномального поведения планет международная группа ученых использовала комплекс различных методов. Основные данные были получены с помощью космического телескопа NASA TESS и наземного телескопа ASTEP, расположенного в Антарктиде на исследовательской станции Конкордия. Эта станция находится в 600 километрах от любого другого человеческого поселения, что делает ее более удаленной, чем даже Международная космическая станция.

Уникальное расположение в Антарктиде позволяет проводить длительные непрерывные наблюдения при минимальных атмосферных помехах, что критически важно для фиксации крошечных изменений яркости звезд. Кроме того, исследователи использовали архивные данные миссий Hipparcos и Gaia для проведения астрометрии — метода, позволяющего обнаружить невидимые планеты по их гравитационному воздействию на положение звезды в пространстве.

Взгляд в прошлое Солнечной системы

Исследование показало, что орбиты планет в TOI-201 наклонены относительно друг друга и постепенно смещаются под воздействием взаимного притяжения. По прогнозам экспертов, через 200 лет конфигурация системы изменится настолько, что как минимум две из трех планет перестанут быть видимыми для транзитных наблюдений с Земли.

Подобная динамика обычно характерна для самых ранних этапов формирования звездных систем. Наблюдение за TOI-201 дает ученым редкую возможность в реальном времени изучить процессы орбитальной перестройки. По словам обозревателей, это позволяет лучше понять, как выглядела наша Солнечная система на заре своего существования, когда орбита Земли и других планет была гораздо менее стабильной, чем сегодня.