Дослідники виявили дві екзопланети, які виконують справжню космічну хореографію навколо зірки KOI-134. Планети рухаються в складному гравітаційному танці й змінюють тривалість своїх орбітальних періодів на цілу добу. Стаття про дослідження вийшла в науковому журналі Nature Astronomy.
Система KOI-134, яка віддалена від Землі на 3500 світлових років, стала першою відомою науці планетною системою, де поєднуються відразу три унікальні властивості. Орбіти планет нахилені одна до одної під кутом 15 градусів, що створює неплоску структуру на відміну від нашої Сонячної системи. Планети перебувають в орбітальному резонансі 2:1, коли внутрішня планета робить два оберти за час одного оберту зовнішньої. Окрім того, спостерігаються помітні зміни часу транзиту.
Внутрішня планета KOI-134 c за розмірами дещо менша від Сатурна й робить два оберти навколо зірки за час одного оберту зовнішньої планети. Її орбіта нахилена так, що з Землі вона не перетинає диск зірки, тому дослідники називають її «невидимою планетою». Виявити її вдалося лише завдяки гравітаційному впливу на сусідню планету.
Зовнішня планета KOI-134 b — це газовий гігант розміром приблизно з Юпітер, який науковці називають «теплим юпітером». Ця планета час від часу проходить перед своєю зіркою, але робить це з помітними відхиленнями в часі. Транзит може відбуватися на 20 годин раніше або пізніше очікуваного моменту.
«Ці дві планети пов’язані ритмічною орбітою — вони то віддаляються одна від одної, то повільно зближуються, мов танцюристи, що кружляють одна навколо одної на космічній сцені», — пояснила провідний автор дослідження Емма Наббі з Університету Південного Квінсленда в Австралії.
Середній орбітальний період планети KOI-134 b становить близько 67 днів, але через гравітаційний вплив сусідньої планети може коливатися від 66 до 68 днів. Якби подібні коливання відбувалися із Землею, тривалість року змінювалася б від 360 до 370 днів.
Ці дивовижні зміни орбітального періоду спочатку заплутали алгоритми обробки даних телескопа Kepler. Коливання в часі транзиту були настільки незвичними, що систему довгий час вважали помилковим сигналом. Лише повторний аналіз архівних даних за чотири роки спостережень дав змогу підтвердити реальність цієї планетної системи.
Відкриття ставить під сумнів наявні теорії формування планет. «Це перша система, де спостерігаються настільки сильні гравітаційні взаємодії й зміщені орбіти — це серйозна загадка для теорій формування планет, бо жодна з них поки не пояснює, як така система могла виникнути», — підкреслила дослідниця.
За даними астрономів, KOI-134 b і KOI-134 c — це єдині планети, що обертаються навколо зірки KOI-134. Систему вперше виявила місія Kepler у 2009 році, але лише тепер науковці змогли розшифрувати складну динаміку цього космічного дуету.
Хоча телескоп Kepler завершив свою основну місію у 2018 році, його архівні дані й досі приносять революційні відкриття. Випадок із системою KOI-134 показує, наскільки важливо повторно аналізувати «помилкові» сигнали, які можуть виявитися справжніми астрономічними скарбами.
Відкриття незвичайних планетних систем стає дедалі частішим явищем у сучасній астрономії. Нещодавно міжнародна команда дослідників відкрила унікальну екзопланету TOI-6894b, яка показує, наскільки різноманітними можуть бути планетні системи у Всесвіті. Цей газовий гігант із масою близько половини маси Сатурна обертається навколо червоного карлика з масою лише 20% від сонячної, що ставить під сумнів традиційні уявлення про формування великих планет біля малих зірок.