Хотя за последние годы было обнаружено тысячи экзопланет, на самом деле учёные могут оперировать только тремя методами их обнаружения. Первый заключается в наблюдении за тем, как звезда слегка тускнеет, когда перед ней проходит планета (Транзитный метод). Во-вторых, измерить колебание звезды, когда планета, вращающаяся вокруг неё, оказывает на неё гравитационное воздействие (метод Доплера). В-третьих, наблюдать за экзопланетой напрямую. На данный момент в новом исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal Letters, фигурирует четвёртый метод.
Каждый из методов, которые используются в настоящее время, имеют свои недостатки.
Метод транзитов работает только тогда, когда орбита экзопланеты соответствует нашему взгляду на звезду, метод Доплера имеет тенденцию отдавать предпочтение более крупным планетам, вращающимся вокруг маленькой звезды, а прямое наблюдение лучше всего подходит для больших планет, вращающихся далеко от своей звезды. Но все эти методы работают только для планет, вращающихся вокруг звёзд среднего возраста. Это звёзды, которые давно очистили себя от пыли и мусора. Таким образом, хотя многое известно о типах существующих планетных систем, имеется мало информации о том, как формируются молодые звёздные системы.
Благодаря радиообсерваториям, таким как ALMA, учёные получили хорошее представление о ранних дисках обломков вокруг очень молодых звёзд. Эти диски излучают слабое радиоизлучение, которое ALMA особенно хорошо видит. Одна из вещей, которую удалось заметить на многих из этих дисков, заключается в том, что внутри них есть промежутки или полосы. Предполагается, что они вызваны молодыми планетами, которые расчистили путь в диске обломков по мере своего роста и эволюции. Проблема в том, что нельзя быть увереным, что это именно то, что происходит. Есть и другие возможные объяснения, такие как турбулентность или гравитационные резонансы внутри диска, которые вызывают образование зазоров.
Фото: universetoday.com
Проблема в том, что, хотя можно изучать структуру промежутков, телескопы, такие как ALMA, не могут разглядеть настоящую планету, вращающуюся внутри промежутка. Даже такая большая планета, как Юпитер, слишком мала, чтобы её можно было чётко обнаружить напрямую. Таким образом, это новое исследование использовало другой подход. Вместо того, чтобы пытаться обнаружить экзопланету непосредственно в диске, почему бы не поискать в диске обломков признаки того, что планета там есть? И они нашли схему, которая работает. Можно даже назвать это их троянским конём.
Юпитер, безусловно, самая массивная планета в нашей Солнечной системе, и со временем он оказал влияние на орбиты более мелких тел, таких как астероиды. Одно из явных влияний находится в поясе астероидов, где он вызвал резонансные щели, известные как щели Кирквуда. Другое находится в коллекции астероидов, которые он собрал на своей орбите, известных как «троянцы».
Троянские астероиды — это небольшие тела, которые случайно попали в точки Лагранжа Юпитера.
Это области на орбите Юпитера примерно на шестьдесят градусов впереди и позади самого Юпитера.
Благодаря гравитационному танцу Юпитера и Солнца точки Лагранжа представляют собой довольно глубокие гравитационные колодцы, поэтому всё, что там оказывается, имеет тенденцию оставаться там. Так что, когда Юпитер шествует вокруг Солнца, впереди и позади него марширует группа «троянцев».
В новом исследовании команда сосредоточилась на молодой звезде, известной как LkCA 15, и искала аналогичную гравитационную динамику. Анализируя изображения звезды и её обломочного диска с высоким разрешением, они обнаружили два очень тусклых скопления пыли. Сгустки находились на одной орбите внутри диска обломков и были разделены углом 120 градусов. Другими словами, сгустки имеют все признаки того, что находятся в пределах точек Лагранжа молодой планеты.
Фото: universetoday.com
Основываясь на данных, команда оценивает размер планеты примерно как Нептун или Сатурн. Учитывая, что планете всего пару миллионов лет, похоже, она сформировалась довольно быстро. Всё это рисует интересную картину планетарной эволюции. Большие планеты, похоже, рано формируются внутри звёздной системы и почти сразу же начинают влиять на её гравитационный танец. Следующий вопрос заключается в том, смогут ли астрономы найти подобные планеты в других молодых звёздных системах, используя тот же метод.