Введение

Совсем недавно учёные, используя космический телескоп NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), сделали поистине удивительное открытие. Они обнаружили планетарную систему, получившую название «невероятная», которая может изменить наши представления о процессах формирования планет. В центре этой системы находится необычный объект — неудавшаяся звезда или коричневой карлик, обозначенный как TOI-201 c.

Что такое коричневой карлик?

Коричневые карлики — это объекты, которые формируются из схлопнувшихся облаков газа и пыли, как и звёзды, но не достигают достаточной массы для запуска термоядерного синтеза в своих ядрах. Их масса колеблется от 13 до 80 масс Юпитера, что соответствует 0.013 до 0.08 массы Солнца. Таким образом, они находятся на границе между самыми массивными планетами и самыми маленькими звёздами.

Странная орбита TOI-201 c

TOI-201 c движется по сильно эллиптической орбите, которая занимает 2881 день для полного оборота вокруг своей звезды. Это привело к образованию других планет в узкой зоне её орбиты, включая суперземлю TOI-201 d и тёплый Юпитер TOI-201 b. Эти наблюдения ставят под сомнение существующие модели формирования планет.

Гравитационная нестабильность

Орбиты TOI-201 d и TOI-201 b, соответственно 5.8 и 53 дня, идеально согласованы с орбитой коричневого карлика. Несмотря на гравитационную нестабильность, создаваемую коричневым карликом на расстояниях, аналогичных расстоянию от Марса до Солнца, это не помешало образованию планет в системе. Альдо Бономо, член исследовательской группы и научный работник INAF, прокомментировал: «Это открытие даёт важное понимание того, как планеты формируются даже вокруг массивных, эксцентричных объектов».

Новые взгляды на формирование планет

Система бросает вызов традиционным представлениям о том, что газовые гиганты формируются на расстояниях, равных 2-3 расстояния от Земли до Солнца, в дисках газа и пыли, окружающих звёзды в их ранней стадии. Как отметил Лука Напониелло из Национального института астрофизики (INAF), «присутствие коричневого карлика на такой эллиптической орбите заставило планеты формироваться и выживать, занимая самые внутренние и горячие края примордиального диска».

Динамические взаимодействия

Данные показывают, что во время близкого подхода коричневого карлика, тёплый Юпитер испытывает сильные и резкие изменения в своём времени транзита, что свидетельствует о интенсивном и динамичном взаимодействии между двумя гигантами.

Методы открытия

Система была открыта с помощью редкого события монотранзита, при котором планетарный объект один раз пересекает диск своей звезды, вызывая спад светимости. Это было дополнено наземной наблюдательной кампанией. Открыть объекты, подобные TOI-201 c, с такими длинными и эксцентричными орбитами, используя транзиты, очень сложно. Этот коричневой карлик стал первым с известной массой, что является важным шагом в астрономии.

Заключение

«TOI-201 c — это транзитирующий объект с самой длинной орбитой, для которого известна масса,» — отметил Напониелло. Результаты исследования были опубликованы 17 июня в журнале Nature. Это открытие открывает новые горизонты для понимания формирования планетных систем в сложных условиях и подчеркивает уникальность и разнообразие космических объектов.