"Собратья" мешают экзопланетам вращаться правильно

Астрономы поняли, что заставляет некоторые экзопланеты вращаться не туда. На их движение влияют невидимые массивные планеты-братья.

С момента обнаружения первой планеты за пределами Солнечной системы 15 лет назад астрономы с каждым годом все прочнее убеждались в том, что Солнечная система не уникальна, и во Вселенной существует множество других планетных систем. «Солнц» с восемью планетами до сей поры не найдено, но все разнообразие планет, которыми богата наша система, встречается и в других мирах. Рядом с другими звездами обнаружены и землеподобные твердые планеты, и огромные газовые гиганты наподобие Юпитера. Такая идиллическая картина мира стала рушиться несколько лет назад с увеличением точности приборов и ростом числа открытых экзопланет.

Не так летим

Сумятицу внесло одно обстоятельство, о котором мало кто мог предположить: не все планеты вращаются сонаправленно с их звездами. Наблюдения за планетами Солнечной системы и представления о формировании звезд и планет из общего газопылевого диска убеждали астрономов в том, что планеты и звезды просто обязаны вращаться в одну сторону.

Впервые этот вопрос год назад остро поставили британские ученые, сообщившие, что именно «горячие юпитеры», найденные на близких орбитах других звезд, своим движением путают теоретикам карты. Сегодня известно, что каждый четвертый раскаленный гигант движется либо по наклонной орбите, либо вовсе в противоположную звезде сторону (астрономы называют это ретроградным движением).

«Это было непостижимо. Как планета может двигаться в одну, а звезда — в противоположную сторону? Это — дикость, нарушавшая наши представления об образовании звезд и планет», — рассказал Фредерик Рэсио из американского Северо-Западного университета в Эванстоне, автор работы, поставившей все на свои места.

Посчитали-удивились

Отгадку дало компьютерное моделирование, показавшее, что выбивать планеты из ритма могут другие далекие планеты, миллионы лет «отравляющие» им жизнь. В модели ученых в центре системы находилась солнцеподобная звезда. Одна планета  — будущий горячий юпитер — находилась далеко, где по современным представлениям и рождаются планеты-гиганты. Второй гигант зарождался еще дальше, на задворках планетной системы. Дальнейшее движение и эволюция орбит описывались привычными законами небесной механики, которым подчиняются движения всех планет и межпланетных станций. Модель показала, что в ходе эволюции далекая планета медленно, но неумолимо меняет орбиту внутреннего компаньона, воздействуя на него приливными силами и отнимая орбитальный момент.

Такие слабые, но постоянные возмущения могут привести к двум значительным изменениям параметров системы: постепенно внутренняя планета подбирается к звезде и начинает вращаться в другую сторону. Через миллионы лет планета может потерять большую часть углового момента и оказаться на чрезвычайно близкой, вытянутой, иглообразной орбите, плоскость которой ориентирована случайным образом.

Компьютерное моделирование вновь заставило астрономов подумать об уникальности Солнечной системы с ее разнообразием планет. «Мы считали, что наша система является типичной, однако в науке об экзопланетах все в одночасье перевернулось. Изучение таких систем говорит нам о том, в каком особенном месте живем мы сами. Похоже, оно действительно является особенным», — пояснил Рэсио. Работа ученых опубликована в журнале Nature.