Среда, 21 февраля, 2024
ДомойКосмосЭкзотроянские единороги: астрономы обнаружили возможные родственные планеты

Экзотроянские единороги: астрономы обнаружили возможные родственные планеты

- Advertisement -

Используя ALMA, астрономы обнаружили облако мусора в системе PDS 70, что потенциально указывает на то, что две планеты находятся на одной орбите. На сегодняшний день это наиболее существенное свидетельство этого явления, что привело к новым исследованиям о существовании и природе троянцев в различных планетных системах. Кредит: ЕСО/Л. Кальсада

Астрономы обнаружили облако обломков, которое может указывать на «родственную» планету, делящую орбиту существующей планеты вокруг далекой звезды, с помощью большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы.АЛМА).

Открытие потенциальных коорбитальных планет

Используя большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Atacama (ALMA), астрономы обнаружили потенциального «родного брата» планеты в далеком космосе. Они обнаружили облако обломков, которое, возможно, разделяет орбиту этой планеты, предполагая, что это может быть новая планета на стадии формирования или остатки ранее сформированной. Если это подтвердится, это открытие станет самым убедительным доказательством существования двух экзопланет, находящихся на одной и той же орбите.

Планета и троянская орбитальная звезда Система PDS 70

На этом изображении, полученном с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Atacama (ALMA), показана молодая планетарная 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. Предоставлено: 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. Мы впервые нашли доказательства в пользу этой идеи», — говорит Ольга Бальсалобре-Руза, студентка Центра астробиологии в Мадриде, Испания, которая возглавляла статью, опубликованную сегодня (19 июля) в журнале. Астрономия и астрофизика.

Используя Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Atacama (ALMA), астрономы нашли возможного «родного брата» планеты, вращающейся вокруг далекой звезды. Это видео подводит итог открытия. Кредит: ЕСО

Коорбитальные планеты и трояны

Трояны — это каменные тела, делящие орбиту с планетой, что является обычным явлением в нашей собственной Солнечной системе.[1] Самый яркий пример — троянские астероиды Юпитера — более 12 000 скалистых тел, Юпитерпо орбите вокруг Солнца. Астрономы предположили, что троянские планеты могут существовать вокруг звезд, отличных от нашего Солнца, хотя доказательств этому не хватало.

«Экзотроянцы [Trojan planets outside the Solar System] до сих пор были похожи на единорогов: теоретически им разрешено существовать, но никто никогда их не обнаруживал», — говорит соавтор Хорхе Лилло-Бокс, старший научный сотрудник Центра астробиологии.

Планета и система троянской орбитальной звезды PDS 70 с комментариями

Аннотированная версия изображения молодой планетной системы PDS 70 выше. В центре системы находится звезда, вокруг которой вращается планета PDS 70b (выделена сплошным желтым кружком). На той же орбите, что и PDS 70b, отмеченной сплошным желтым эллипсом, астрономы обнаружили облако обломков (обведено желтой пунктирной линией), 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. Предоставлено: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Balsalobre-Ruza et al.

Система PDS 70 и роль ALMA

Теперь международная группа ученых использовала ALMA, проект, партнером которого является Европейская южная обсерватория (ESO), чтобы найти наиболее убедительные наблюдательные доказательства существования троянских планет. Это открытие было сделано в системе PDS 70, молодой звезды, в которой находятся две планеты, подобные Юпитеру, PDS 70b и PDS 70c. Команда проанализировала архивные наблюдения ALMA за этой системой и определила облако мусора на орбите PDS 70b, где, как ожидается, могут существовать трояны.

Эта последовательность переносит зрителя к южному созвездию Центавра. Мы приближаем оранжевый карлик PDS 70, который находится примерно в 400 световых годах от нас и вокруг которого вращаются как минимум две планеты. На последнем снимке показано впечатляющее новое изображение, полученное с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) системы PDS 70, где планета PDS 70b и ее троянское облако обломков находятся на одной орбите вокруг центральной звезды. Кредит: ЕСО/Л. Calçada/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Balsalobre-Ruza et al. Музыка: Астральная электроника

Анализ лагранжевых зон

Трояны занимают так называемые лагранжевы зоны, две широкие области на орбите планеты, где объединенное гравитационное притяжение звезды и планеты может удерживать материю. При изучении этих зон на орбите PDS 70b астрономы обнаружили слабый сигнал от одной из них, что позволяет предположить, что там может находиться облако обломков, масса которого примерно в два раза превышает массу нашей Луны.

Широкоугольное изображение неба вокруг PDS 70

На этом красочном изображении видно небо вокруг слабого оранжевого карлика PDS 70 (в центре изображения). Яркая голубая звезда справа — это χ Центавра. Авторы и права: ESO/Digitized Sky Survey 2. Благодарность: Давиде Де Мартин

Будущие последствия открытия

Команда предполагает, что это облако обломков может указывать на существующий троянский мир в этой системе или на формирующуюся планету. «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».

«Наше исследование — это первый шаг к поиску коорбитальных планет на самых ранних этапах их формирования», — говорит соавтор Нурия Уэламо, старший научный сотрудник Центра астробиологии. «Это открывает новые вопросы о формировании троянцев, о том, как они развиваются и насколько часто они встречаются в разных планетных системах», — добавляет Итциар Де Грегорио-Монсальво, руководитель отдела науки ESO в Чили, который также внес свой вклад в это исследование.

Эта анимация показывает планету и два облака обломков в так называемых лагранжевых зонах на орбите планеты, движущихся вокруг центральной звезды. Зоны Лагранжа — это две протяженные области на орбите планеты, где объединенное гравитационное притяжение звезды и планеты может задерживать материал. Эти регионы могут быть заняты троянцами, представляющими собой скалистые тела на той же орбите планеты. Теоретически эти троянцы могли находиться в обоих этих регионах, но в системе PDS 70 астрономы пока обнаружили только одно облако на орбите экзопланета ПДС 70б. Обнаруженное облако может указывать на существующую троянскую планету на той же орбите, что и PDS 70b, или на мир, находящийся в процессе формирования. Кредит: ЕСО/Л. Кальсада

Подтверждение и будущие исследования

Чтобы полностью подтвердить свои выводы, команде придется подождать до 2026 года. В то время они будут стремиться использовать ALMA, чтобы наблюдать, перемещаются ли как PDS 70b, так и его потенциальный брат, облако обломков, вдоль их общей орбиты вокруг звезды. «Это был бы прорыв в области экзопланет», — говорит Балсалобре-Руза.

«Будущее этой темы очень захватывающее, и мы с нетерпением ожидаем расширенных возможностей ALMA, запланированных на 2030 год, которые значительно улучшат способность массива характеризовать троянцев во многих других звездах», — заключает Де Грегорио-Монсальво.

Карликовая звезда PDS 70 в созвездии Центавра

На этой карте показано южное созвездие Центавра и отмечено большинство звезд, видимых невооруженным глазом в ясную темную ночь. Карликовая звезда PDS 70 отмечена красным кружком. Авторы и права: ESO, IAU и Sky & Telescope

Примечания

  1. Когда астероиды на орбите Юпитера были впервые обнаружены, они были названы в честь героев Троянской войны, что привело к названию троянцев для обозначения этих объектов.

Это исследование было представлено в статье, которая появится в Астрономия и астрофизика.

Ссылка: «Предварительное коорбитальное субмиллиметровое излучение в лагранжевой области л5 протопланеты PDS 70 b» О. Бальсалобре-Руза, И. де Грегорио-Монсальво, Дж. Лилло-Бокс, Н. Уэламо, А. Рибас, М. Бенисти, Дж. Бэ, С. Факкини и Р. Тиг, 19 июля 2023 г., Астрономия и астрофизика.
DOI: 10.1051/0004-6361/202346493

В состав группы входят О. Бальсалобре-Руза (Centro de Astrobiología [CAB]CSIC-INTA, Испания), И. Де Грегорио-Монсальво (Европейская южная обсерватория [ESO], Чили), J. Lillo-Box (CAB), N. Huélamo (CAB), Á. Рибас (Институт астрономии Кембриджского университета, Великобритания), М. Бенисти (Лаборатория Лагранжа, Университет Лазурного берега, CNRS, Обсерватория Лазурного берега, Франция и Гренобль-Альпский университет, CNRS, IPAG, Франция), Ж. Бэ (факультет астрономии, Университет ФлоридыСША), С. Факкини (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Италия) и Р. Тиг (Кафедра наук о Земле, атмосфере и планетах, Массачусетский технологический институт, США).

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме