Команда астрономов и научных энтузиастов обнаружила экзопланету в обитаемой зоне звёздной системы, включающей две звезды и, вероятно, ещё одну экзопланету.  

Охотники за планетами заметили планету, похожую по размерам на Нептун, когда она проходила перед одной из звёзд системы, временно затемняя её свет, подобно солнечному затмению на Земле. Этот метод транзита обычно позволяет идентифицировать планеты с относительно узкими орбитами, поскольку они с большей вероятностью будут следовать по траекториям, располагающим их между Землёй и родительской звездой. Пересекая такие пути, они чаще оказываются в положениях, блокирующих звёздный свет. Именно поэтому открытая планета считается необычайно удалённой — ей требуется 272 дня, чтобы совершить полный оборот вокруг своей звезды.

Иллюстрация TOI 4633 c, экзопланеты, похожей на Нептун, обнаруженной на орбите обитаемой зоны. В системе есть вторая звезда (справа), а также может находиться еще одна экзопланета (слева). Источник: Ed Bell for the Simons Foundation

На данный момент эта звезда является самой яркой из известных, у которой есть транзитная экзопланета в обитаемой зоне — области, где потенциально может существовать жидкая вода.

Последующие наблюдения системы выявили ещё больше интересных особенностей. Помимо открытой планеты, вокруг звезды, вероятно, вращается вторая, пока не подтверждённая экзопланета с 34-дневным орбитальным периодом. И что ещё более захватывающее — в системе присутствует ещё одна звезда. Эта конфигурация предоставляет ценные данные для учёных, пытающихся понять, как планеты формируются и остаются на стабильных орбитах в системах с несколькими звёздами.

«Обнаружение планет в системах с несколькими звёздами имеет решающее значение для нашего понимания того, как из одного и того же материала могут создаваться столь разные планеты» ,  — отмечает Нора Эйснер, ведущий автор исследования и научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон в Нью-Йорке.

Системы звёзд и планет образуются из облаков газа и пыли, начинающих слипаться под действием гравитации. Когда формирующаяся звезда оказывается недалеко от другой, между ними может возникнуть гравитационная связь, и они станут двойной звёздной системой. Поскольку, согласно оценкам, вероятность образования планет в таких системах вдвое ниже, чем у одиночных звёзд, Эйснер отметила: «О чень интересно, что мы обнаружили эту планету»   .

Новая планета, официально названная TOI 4633 c, но неофициально окрещённая «  Персивалем» (в честь персонажа из книг о Гарри Поттере), была впервые замечена гражданскими учёными, анализирующими данные космического телескопа NASA TESS, предназначенного для поиска транзитных экзопланет. Программа Planet Hunters TESS позволяет любому желающему с компьютером и доступом в Интернет участвовать в поиске неоткрытых планет в огромных массивах данных TESS.

Кадр из анимации вида с поверхности недавно открытой планеты, похожей на Нептун. Источник: Ed Bell for the Simons Foundation

После того, как 15 энтузиастов отметили возможный транзитный сигнал, команда Норы Эйснер решила более детально изучить эту систему. Последующие измерения лучевых скоростей звезды, в ходе которых фиксировались крошечные колебания в её движении, вызванные гравитационным притяжением планет, указали на потенциальное присутствие второй, более близкой экзопланеты. 

Дальнейший анализ изображений и архивных данных показал, что то, что первоначально считалось одиночной звездой, на самом деле оказалось парой тесно расположенных звёзд. Две звезды вращаются на общей орбите настолько близко друг к другу, что с точки зрения наблюдателя на Земле их невозможно различить по отдельности. Однако архивные наблюдения, охватывающие последние 119 лет, подтвердили, что система представляет собой пару двойных звёзд.

Новооткрытая экзопланета имеет вторую по длительности известную орбиту среди всех планет, обнаруженных по данным TESS, и входит в пятёрку экзопланет с орбитальными периодами, превышающими 100 дней.

Хотя планета располагается в обитаемой зоне, вряд ли стоит рассматривать её в качестве места для будущих космических путешествий. TOI 4633 c лишена твёрдой поверхности, а её атмосфера, вероятно, насыщена водяным паром, водородом и метаном. Тем не менее, предыдущие исследования показали, что долгопериодические экзопланеты с высокой вероятностью могут иметь спутники или луны, которые в ряде случаев могут обладать твёрдыми поверхностями, пригодными для зарождения жизни.

«Если бы у этой планеты была луна, то она, скорее всего, имела бы твёрдую поверхность, которая могла бы стать отличным местом для поиска воды», — говорит Эйснер. В будущем экзопланета может стать целью кампаний по обнаружению экзолун, учитывая яркость родительской системы и вытянутую орбиту планеты – факторы, благоприятствующие поиску спутников.

Хотя учёные стремятся узнать больше подробностей об этой системе, пройдет как минимум 30 лет, прежде чем две звезды окажутся достаточно разнесены в пространстве, чтобы можно было определить, вокруг какой из них вращаются планеты. Подтверждение того, что планеты обращаются вокруг одной и той же или разных звёзд, может помочь улучшить понимание длительной стабильности подобных систем.

Это также может способствовать более точным прогнозам открытия новых экзопланет — почти половина всех звёзд, подобных Солнцу, входит в состав систем из нескольких звёзд.

Подробнее на iXBT