Мы только что получили первое свидетельство существования двух планет на одной орбите

Солнечная система — довольно чистое место. Каждая планета остается на своем пути, на своем орбитальном расстоянии от Солнца, занимаясь своими делами.

Большинство планетарных систем, которые мы обнаружили в более широкой галактике, похоже, также следуют этой тенденции. Тем не менее, согласно теории, две планеты могут находиться на одной орбите, и теперь астрономы впервые полагают, что мы можем получить доказательства этого в молодой планетной системе примерно в 370 световых годах от Земли.

Эти миры, делящие орбиты, известны как троянские планеты, или, для экзопланет, экзотрояны, в честь популяций астероидов, которые делят орбиту Юпитера, болтаясь в гравитационно стабильных точках вдоль его орбиты.

>»Два десятилетия назад теоретически было предсказано, что пары планет с одинаковой массой могут двигаться по одной и той же орбите вокруг своей звезды, так называемые троянские или коорбитальные планеты. Впервые мы нашли доказательства в пользу этой идеи», — говорит астрофизик Ольга Бальсалобре-Руза из Центра астробиологии в Испании.

Система, в которой было сделано открытие, уже известна: PDS-70. Именно здесь мы впервые увидели прямые изображения не одной, а двух экзопланет в процессе формирования, газовых гигантов-детей, названных PDS-70b и PDS-70c. Здесь также астрономы обнаружили свидетельство формирования диска вокруг одной из протоэкзопланет, PDS-70c.

Теперь при более внимательном рассмотрении были обнаружены свидетельства того, что что-то — капля, более тусклая, чем экзопланета — делит орбиту с PDS-70b. Расчеты показывают, что то, что это такое, примерно в два раза превышает массу земной Луны.

И хотя это не планета, исследователи в восторге от его местонахождения.

Он находится в месте, известном как точка Лагранжа или точка Лагранжа. Каждая система из двух тел имеет пять таких точек: три на линии (L1, L2 и L3), соединяющей два тела, и две (L4 и L5) на орбите меньшего тела. Это карманы пространства, где гравитационное взаимодействие между двумя телами уравновешивается центростремительной силой, необходимой для того, чтобы меньшее тело двигалось вместе с ними.

Юпитер собирает астероиды в L4 и L5, вместе известные как троянские астероиды. На Земле тоже есть пара троянских астероидов. Это также хорошие места для парковки космических обсерваторий; дом JWST находится в одном из лагранжианов Земля-Солнце. Поэтому само собой разумеется, что в одном из этих удобных мест может припарковаться что-то немного большее, но мы нашли мало доказательств.

Кажется уместным, что мы нашли это в системе PDS-70, скрывающейся в лагранжиане L5.

«Кто мог представить два мира, которые имеют одинаковую 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».

На данный момент орбитальным партнером, вероятно, является густое облако пыли, строительные блоки новой планеты, а не целая планета. Это может помочь нам понять не только вероятность образования экзотроянов, но и формирование планетных систем.

Например, считается, что Юпитер собирал свои трояны с течением времени и мигрировал из точки, расположенной дальше от Солнца. Изучение похожего на Юпитер PDS-70b могло бы прояснить эту теорию.

Однако нам придется немного подождать ответов. В 2026 году команде нужно будет снова изучить систему, чтобы увидеть, движется ли капля вместе с PDS-70b в качестве коорбитального компаньона в лагранжиане L5.

«Это будет прорыв в экзопланетной области», — говорит Балсалобре-Руза.

Исследование опубликовано в Astronomy & Astrophysics.