Разбросанность орбит планет объяснили врожденной деформацией

Астрономы выяснили, почему в некоторых системах орбитальные плоскости планет не всегда совпадают друг с другом или с экваториальной плоскостью звезды. Как сообщается в журнале Nature, это может объясняться изначальной деформацией газопылевого диска, из которого эти планеты рождаются.

Все планеты Солнечной системы вращаются примерно в одной плоскости — расхождение между наклонениями их орбит относительно плоскости эклиптики составляет не более семи градусов. Однако в последние годы астрономы стали обнаруживать свидетельства того, что существуют и другие системы, где орбитальные плоскости планет не всегда выровнены относительно друг друга. Раньше астрономы объясняли наблюдаемый феномен воздействием звезд-компаньонов или гравитационным влиянием планет-гигантов, которые, как известно, способны выталкивать небесные тела со своих нормальных орбит. Теперь же они пришли к выводу, что деформация может быть врожденной и объясняться формой протозвездного диска.

Группа астрономов под руководством Нами Сакаи (Nami Sakai) из организации RIKEN Cluster for Pioneering Research проанализировала данные наблюдений комплекса ALMA за системой IRAS 04368+2557. Она состоит из некрупной протозвезды, возрастом всего около 100 тысяч лет (для сравнения, возраст Солнца составляет 4,6 миллиарда лет), и окружающего ее газопылевого диска. Полученные ALMA снимки показывают, что некоторые области протопланетного диска отклоняются от усредненной плоскости. Так, на расстоянии до 60 астрономических единиц от звезды (одна астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца) это отклонение незначительно — всего 0-2 астрономические единицы, однако затем оно возрастает до 10 астрономических единиц. Переломная точка, по оценкам ученых, находится на расстоянии около 60-70 астрономических единиц.

Результаты наблюдений говорят о том, что диск системы IRAS 04368+2557 состоит, как минимум, из внутренней и внешней части, которые имеют несколько отличающиеся орбитальные плоскости, соединяющиеся на расстоянии 40-60 астрономических единиц. Иными словами, между осями, вокруг которых вращаются два компонента газопылевого диска, существует расхождение примерно в 3-5 градусов.

У системы IRAS 04368+2557 нет поблизости звезд-компаньонов, а планеты в ней еще не сформировались. Поэтому наблюдаемая форма протопланетного диска может быть врожденной. По мнению ученых, она может объясняться анизотропной аккрецией газа с разными осями вращения или влиянием магнитного поля. 

Предположительно, сильно наклоненную орбиту может иметь гипотетическая планета Х, о существовании которой астрономы заговорили в 2016 году после того, как была опубликована работа Макла Брауна и Константина Батыгина. Они утверждают, что «планета Х» должна находиться на орбите с периодом около 15 тысяч лет, а ее масса в десять раз превышает массу Земли. Лднако в 2018 году появились работы, в которых утверждается, что наблюдаемые особенности движения тел в поясе Койпера могут объясняться и без помощи планеты Х.

Кристина Уласович