Ученые раскрыли аномалии в экзопланетной системе TOI-201 и зафиксировали изменения орбит в реальном времени

Международная команда из более чем 50 исследователей изучила необычную экзопланетную систему TOI-201 и обнаружила редкое динамическое поведение планет, которое ранее не фиксировалось в подобных масштабах. Работа основана на данных нескольких телескопов по всему миру и компьютерном моделировании, а результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Несмотря на то что астрономы уже открыли свыше 6100 экзопланет в более чем 4500 системах, новая работа показала, что не все планетные системы подчиняются привычной схеме. Ранее считалось, что планеты движутся почти в одной плоскости орбиты, однако наблюдения TOI-201 показали более сложную структуру.

Система расположена примерно в 371 световом году от Земли и включает звезду типа F, которая крупнее и горячее Солнца. Вокруг нее обращаются три объекта: сверхземля и два газовых гиганта — TOI-201 b и TOI-201 c. Их орбитальные периоды составляют примерно 5,8 дня, 53 дня и около 2900 дней (7,9 года).

Особый интерес вызвал внешний газовый гигант TOI-201 c, движущийся по сильно вытянутой эллиптической орбите, похожей на орбиты комет. Такая форма орбиты оказывает влияние на внутренние планеты системы и вызывает изменения их траекторий.

Наблюдения показали, что параметры транзитов планет начали меняться. Время прохождения планет перед звездой с точки зрения наблюдателей с Земли стало смещаться, а орбитальные углы — изменяться. Ученые зафиксировали, что эти изменения происходят достаточно быстро, чтобы их можно было отслеживать в реальном времени.

По оценкам исследователей, через примерно 200 лет ни одна из трех планет не будет проходить перед звездой с точки зрения земного наблюдателя. После этого системе потребуется около 10 000 лет, чтобы транзиты вновь стали наблюдаемыми. Причиной таких изменений считается гравитационное воздействие внешнего газового гиганта TOI-201 c, который нарушает орбиты внутренних планет при сближении со звездой.

Как отметил доктор Амори Трио, профессор экзопланетологии Бирмингемского университета, система продемонстрировала поведение, которое не соответствует привычным представлениям о стабильных орбитах. Он сравнил стандартные транзиты с «метрономом», однако в случае TOI-201b наблюдалось внезапное смещение времени прохождения перед звездой примерно на полчаса.

Исследование стало возможным благодаря наблюдениям с телескопов, включая установку ASTEP (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets), расположенную в Антарктиде. Уникальные условия полярной ночи, длящиеся до нескольких месяцев, позволили вести непрерывные наблюдения в течение длительного времени, что оказалось критически важным для фиксации изменений.

Ученые отмечают, что система TOI-201 имеет сходство с рядом других экзопланетных систем, включая Kepler-419, Kepler-448 и Kepler-693, где орбиты также подвержены влиянию массивных внешних планет.

Дальнейшие наблюдения таких систем и развитие телескопов, подобных ASTEP, позволяют изучать эволюцию планетных орбит в реальном времени, открывая новые возможности для понимания динамики планетных систем.

Читайте также: