Назад в майбутнє: астрономи знайшли молоду копію Сонячної системи і сфотографували її

Вперше в історії астрономи отримали безпосередні зображення декількох планет, які обертаються навколо зірки, схожої на Сонце. У новому дослідженні , опублікованому в журналі Astrophysical Journal Letters , описується, як Дуже великий телескоп Європейської південної обсерваторії (Very Large Telescope, VLT) в Чилі сфотографував дві гігантські планети, що обертаються навколо зірки TYC 8998-760-1, дуже молодої копії нашого власного Сонця , яка знаходиться приблизно в 300 світлових роках від Землі.

«Це відкриття є моментальним знімком найближчого оточення зірки, яке дуже схоже на нашу Сонячну систему, але знаходиться на набагато більш ранній стадії її еволюції», – йдеться в заяві провідного автора дослідження Олександра Бона, докторанта Лейденського університету в Нідерландах.

До цієї історичної космічної фотографії безпосередньо відображені були лише близько п’яти многопланетних систем, причому всі вони мали зірки, які не схожі за типом на Сонце, кажуть члени дослідницької групи. Тому отримання фотографії навіть однієї екзопланети залишається рідкісним досягненням, а вже поруч з жовтим карликом – тим більше.

Одна з небагатьох безпосередніх фотографій екзопланети, отримана в 2014 році обсерваторією Джеміні. На відстані трохи далі орбіти Сатурна від зірки 51 Ерідана знаходиться газовим гігантом, схожим на наш Юпітер. Відстань до нього від Землі близько 100 світлових років.

«Не дивлячись на те, що астрономи побічно виявили тисячі планет в нашій галактиці і навіть за її межами, тільки крихітна частина цих екзопланет була безпосередньо сфотографована», – сказав співавтор дослідження Метью Кенуорті, ад’юнкт-професор Лейденського університету.

Бон, Кенуорті і їх колеги вивчили зірку TYC 8998-760-1 віком в 17 млн років за допомогою Спектрополяріметріческого висококонтрастного мисливця за екзопланетами (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research instrument, або, коротко, SPHERE). SPHERE використовує пристрій, який називається коронограф, щоб блокувати сліпуче світло зірки, дозволяючи астрономам виявляти і вивчати відносно далекі від неї планети, які в іншому випадку були б втрачені в яскравому світлі.

Нещодавно опубліковані знімки, отримані за допомогою SPHERE, показали дві планети в системі, TYC 8998-760-1b і TYC 8998-760-1c. Астрономи вже знали про TYC 8998-760-1b – команда на чолі з Боном оголосила про її відкритті в кінці минулого року, але ось TYC 8998-760-1c – це новонабутий світ.

Дві виділені точки – це планети в системі TYC 8998-760-1, інші яскраві точки це зірки. Роблячи знімки в різний час, команда змогла відрізнити планети від фонових зірок. Зображення було отримано шляхом блокування світла молодої сонцеподібної зірки (угорі ліворуч від центру) за допомогою коронографа, який дозволяє виявляти більш тьмяні планети. Яскраві і темні кільця на зображенні зірки – оптичні артефакти. 

Обидві планети величезні і далекі від своєї зірки. TYC 8998-760-1b приблизно в 14 разів масивніші Юпітера і обертається по орбіті в середньому на відстані 160 астрономічних одиниць (одна а.о. – 150 мільйонів кілометрів, відстань між Землею і Сонцем), а TYC 8998-760-1c в шість раз масивніша за Юпітер і знаходиться ще далі, на відстані близько 320 а.е. від зірки-господаря. 

Таке розташування досить сильно схоже на нашу Сонячну систему – у нас газові гіганти також перебувають відносно далеко від Сонця. Для порівняння, більш важкий Юпітер, як і TYC 8998-760-1b, знаходиться ближче до своєї зірки, ніж більш легкий Сатурн або ж TYC 8998-760-1c. Але, в будь-якому випадку, наша планетарна система компактніше – обидва газових гіганта куди ближче до Сонця, вони знаходяться від нього в 5 і 10 а.о. відповідно.

На жаль, поки немає точної інформації про те, чи утворилися ці два світи поруч з TYC 8998-760-1 в їх нинішніх місцях, або ж вони мігрували з ближчих до своєї зірки областей. За словами членів дослідницької групи, відповідь на це питання можуть дати подальші спостереження за системою, в тому числі і майбутні, які будуть проводитися, наприклад, на споруджуваному на даний момент Європейському екстремально великому телескопі (ELT).

ELT не просто так назвали – площа його дзеркал відчутний більша, ніж у інших існуючих телескопів.

Зрозуміло, залишаються й інші питання про систему TYC 8998-760-1. Наприклад, чи є у двох газових гігантів компанія? Чи можуть кілька скелястих планет обертатися відносно близько до зірки, як це відбувається в нашій Сонячній системі? З урахуванням того, що в цій зоряній системі змогли утворитися газові гіганти, які відчутно важче Юпітера і Сатурна разом узятих, це може говорити про великий запасі будівельного речовини поряд із зіркою. Так що є далеко ненульовий шанс того, що в населеній зоні TYC 8998-760-1 знаходиться одна або навіть парочка суперземель.

Але, зрозуміло, поки що це лише теорії. У будь-якому випадку, ця зоряна система виявилася досить цікавою, щоб продовжити її вивчення. «Можливість того, що майбутні телескопи, такі як ELT, зможуть виявляти планети з меншою масою навколо цієї зірки, знаменує собою важливу віху в розумінні многопланетних систем, з потенційними наслідками для історії нашої власної Сонячної системи», – сказав Бон.