TESS откри екзопланетна система, която нарушава всички правила

Системата TOI‑201, разположена на около 370 светлинни години от Земята, се оказва толкова необичайна, че астрономите буквално наблюдават промените в орбитите на планетите в реално време. Това е нещо, което никога досега не е било регистрирано толкова ясно.

Звездата TOI‑201 е около 1.3 пъти по‑масивна и по‑голяма от нашето Слънце. Но истинската изненада идва от трите планети, които я обикалят:

• Свръхземя с маса около шест пъти по‑голяма от земната и орбитален период само 5.8 дни.
• Газов гигант с маса, равна на приблизително половината от масата на Юпитер, който прави обиколка около оста си за 53 дни.
• Колосален газов гигант, около 16 пъти по‑масивен от Юпитер, който обикаля звездата за близо 8 години.

Това е комбинация, която не прилича на нищо познато. Планетите са различни по размер, маса, състав и орбитално поведение. Най-странното обаче е, че орбитите им не са стабилни.

Орбити, които се променят пред очите ни

В повечето планетни системи орбиталните промени се случват в рамките на милиони години. В TOI‑201 обаче най-външната масивна планета има силно наклонена и елиптична орбита, която упражнява мощно гравитационно влияние върху вътрешните светове.

Това води до:

• промяна в наклона на орбитите;
• промяна в ориентацията им;
• промяна в точния момент, в който планетите преминават пред звездата (т.нар. пасажи).

Астрономите забелязват, че една от планетите – TOI‑201b – изведнъж започва да преминава пред звездата 30 минути по‑късно от очакваното. Това е огромно отклонение при екзопланетните наблюдения, където точността обикновено е до секунди.

Според изчисленията, след около 200 години планетите вече няма видимо да преминават пред звездата изобщо – техните орбити ще се изместят толкова много, че пасажите ще изчезнат.

Антарктида: ключът към откритието

Една от причините това откритие да е възможно е уникалното местоположение на обсерваторията ASTEP в Антарктида. Тя се намира на станция „Конкордия“ върху лед с дебелина над 3 километра в една от най‑изолираните точки на планетата.

Там нощта продължава месеци, което прави ASTEP идеална за проследяване на дълги и редки транзити, каквито TESS сам не може да наблюдава непрекъснато.

Какво ни казва TOI‑201 за формирането на планетни системи

Тази система е като моментна снимка на ранните етапи от живота на една планетна система, когато орбитите все още се пренареждат. Според изследователите това може да е ключ към разбирането как се е формирала и нашата Слънчева система. Тук планетите са почти в една равнина, но това е резултат от милиарди години стабилизация. TOI‑201 показва как може да изглежда една система преди да се „успокои“.

Какво следва

Откритието е публикувано в списание Science и вече привлича вниманието на астрономи по целия свят. Следващите стъпки включват продължително наблюдение на системата и търсене на други подобни планетни системи. TOI‑201 може да се превърне в учебникарски пример за динамична еволюция на планетна система.