Астрономы обнаружили первые свидетельства существования двух планет на одной орбите

Подавляющее большинство обнаруженных экзопланет находятся в звездных системах, в целом похожих на нашу Солнечную систему: одна (а иногда две или более) звезды в центре, а планеты вращаются по орбитам на разных расстояниях. Но недавние исследования выявили нечто очень необычное: что могут быть две экзопланеты, делящие одну и ту же орбиту, что, если это подтвердится, станет первым открытием такого рода.

Астрономы использовали наземный массив под названием Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) для исследования системы вокруг звезды PDS 70, расположенной на расстоянии 400 световых лет от нас, с двумя известными экзопланетами, вращающимися вокруг нее, называемыми PDS 70 b и c. Но наблюдения за PDS 70 b выявили облако обломков на его орбите, которое могло сформировать родственную планету, делящую ту же орбиту.

Молодая планетная система PDS 70, расположенная почти в 400 световых годах от Земли.
На этом изображении, полученном с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Atacama (ALMA), партнером которой является ESO, показана молодая планетная система PDS 70, расположенная на расстоянии почти 400 световых лет от Земли. В центре системы находится звезда, вокруг которой вращается планета PDS 70b. На той же орбите, что и PDS 70b, астрономы обнаружили облако обломков, которые могут быть строительными блоками новой планеты или остатками уже сформированной. Кольцевая структура, доминирующая на изображении, представляет собой околозвездный диск из материала, из которого формируются планеты. На самом деле в этой системе есть еще одна планета: PDS 70c, видимая на 3 часа прямо у внутреннего края диска. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Balsalobre-Ruza et al.

«Два десятилетия назад теоретически было предсказано, что пары планет с одинаковой массой могут иметь одну и ту же орбиту вокруг своей звезды, так называемые троянские или коорбитальные планеты. Впервые мы нашли доказательства в пользу этой идеи», — заявила в своем заявлении ведущий автор Ольга Бальсалобре-Руза из Центра астробиологии в Мадриде.

Есть много примеров малых тел, разделяющих орбиту планеты в нашей Солнечной системе, например, троянские астероиды Юпитера . Есть даже астероиды, которые делят орбиту Земли . Но астрономы никогда не видели троянцев за пределами нашей Солнечной системы и никогда не видели троянских планет, хотя предполагалось, что они существуют.

«Экзотрояны [троянские планеты за пределами Солнечной системы] до сих пор были похожи на единорогов: теоретически им разрешено существовать, но никто никогда их не обнаруживал», — сказал соавтор Хорхе Лилло-Бокс, также из Центра астробиологии.

Актуальность облака обломков, обнаруженного в системе PDS 70, заключается в том, что оно имеет значительную массу — по оценкам исследователей, это облако примерно в два раза больше массы нашей Луны — поэтому оно может находиться в процессе формирования второй планеты. Или даже может быть планета уже внутри пыли.

«Кто мог представить себе два мира, у которых одинаковая продолжительность года и условия обитаемости? Наша работа — первое свидетельство того, что такой мир может существовать», — говорит Балсалобре-Руза. «Мы можем представить, что планета может делить свою орбиту с тысячами астероидов, как в случае с Юпитером, но меня поражает, что планеты могут делить одну и ту же орбиту».

Чтобы узнать больше, исследователи планируют снова использовать ALMA в 2026 году, чтобы изучить систему и увидеть, как планета и облако перемещаются по своей орбите.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics .