Странный инопланетный мир с тремя солнцами в небе был обнаружен, но он не побил никаких рекордов. Есть еще несколько известных экзопланет с тремя звездами-хозяевами и совсем немного с двумя солнцами (эту последнюю группу иногда называют планетами Татуин, в честь родного мира Люка Скайуокера в фильмах "Звездные войны").
Где же заканчивается все это многозвездное безумие? Возможно ли, чтобы у чужих планет было четыре, пять, шесть или даже больше солнц?
«Все зависит от иерархии», - сказала Кейтлин Краттер, астрофизик-вычислитель из Аризонского университета, которая была частью команды, открывшей новую планету с тремя солнцами, названную HD 131399Ab.
«Становится сложно держать все вместе», - сказал Томас Битти, исследователь из Пенсильванского государственного университета. «Работать на этих орбитах - все равно что пытаться уравновесить что-то на вершине горы. Это баланс между гравитацией от звезды и тем, что вращается вокруг нее и пытается взлететь, наличием третьей звезды в системе, которая тянет этот баланс на себя».
То, что позволяет планете HD 131399Ab выдерживать такой хаос, сказала Краттер, - это ее местоположение. Планета вращается примерно на 80 астрономических единицах (АЕ) от своей «главной» родительской звезды и на 300 АЕ от двух других звезд в системе, которые состоят из бинарной пары. Одна АЕ - это среднее расстояние от Земли до Солнца — около 93 миллионов миль или 150 миллионов километров.
Другие известные планеты с тремя солнцами также находятся далеко от двойных звезд в системе. Например, планета под названием KELT-4Ab находится так близко к своей основной звезде, что одна орбита занимает всего три земных дня. Но планета находится на расстоянии 330 АЕ от двойной пары звезд — это примерно в восемь раз больше среднего расстояния между Плутоном и Солнцем в нашей собственной Солнечной системе.
«Эти открытия на самом деле не так уж удивительны. Пока остальные звезды в системе находятся достаточно далеко, чтобы не нарушать гравитационно орбиту планеты существенным образом (или не нарушать протопланетный диск в начале эволюции), такие планеты будут формироваться и выживать», - сказал польский астроном Мацей Конацкий, который в 2005 году сообщил о возможной планете в трехзвездной системе под названием HD 188753 Ab. Этот мир не был обнаружен в последующем исследовании другой команды в 2007 году, что привело некоторых астрономов к выводу, что он, вероятно, не существует.
«HD 131399 будет близок к пределу, когда влияние звездных компаньонов будет достаточным для дестабилизации орбиты планеты», - добавил Конацкий - «такая планета впоследствии может быть выброшена из системы и превратиться в свободно плавающую планету. Эти тройные (или множественные) звездные системы могут быть одним из естественных источников свободно плавающих планет».
Странная история формирования
Один из ключевых вопросов, который следует рассмотреть, - это то, как многосолнечные планеты в первую очередь вклиниваются в свои орбиты, говорят исследователи.
Ответы редко бывают прямолинейными, как показывает пример HD 131399Ab. Планета огромная, по меньшей мере в четыре раза больше Юпитера. Неясно, будет ли у нее достаточно газа, чтобы сформировать такой гигантский мир на расстоянии 80 АЕ от главной звезды в системе. Кроме того, излучение от бинарной пары унесло бы большую часть этого материала в космос, что сделало бы процесс аккреции еще более трудным, говорят исследователи.
Другая возможность заключается в том, что планета сформировалась независимо в большом молекулярном облаке, которое породило три звезды, а не из диска оставшегося материала, окружающего главную звезду.
«В этом случае мы будем думать о системе скорее как о четырехзвездной системе, где один из объектов (планета) просто имеет очень малую массу», - сказал Краттер. «Однако сделать такой маленький объект - тоже большая редкость».
Последняя теория состоит в том, что планета сформировалась очень близко к своей родительской звезде вместе с планетой-компаньоном или двумя. Со временем орбиты планет столкнулись бы друг с другом, и в конечном итоге такие взаимодействия привели к тому, что планета HD 131399Ab вышла на свое текущее местоположение.
Что касается другой планеты или планет в этом последнем сценарии - если бы они были достаточно близки к родительской звезде, они все еще могли бы прятаться там, в ее ярком свете, сказала Краттер. Также планеты в этой системе могут все еще развиваться, учитывая, что она так молода (около 16 миллионов лет; нашей собственной солнечной системе, для сравнения, около 4,6 миллиардов лет).
По словам Битти, второго автора статьи о KELT-4Ab, планеты могут также выталкиваться гравитационными буксирами от звезд в своих системах. Он отметил, что в большинстве систем с близкими орбитами "горячих юпитерианских" планет есть две или три звезды; поэтому горячие Юпитеры могут образовываться дальше в системе, а затем притягиваться внутрь гравитацией этих звезд.
Тысячи световых лет
В зависимости от того, где находится звезда в Млечном Пути, она может гравитационно висеть на нескольких других звездах на довольно больших расстояниях. Поскольку звезды растут дальше друг от друга, они подвержены гравитационному вмешательству со стороны других звезд, от загадочной темной материи и даже от черной дыры в центре Млечного пути.
Теоретически предел за которым звезды перестают быть связаны друг с другом, находится где-то между 10000 и 100000 АЕ, сказала Краттер.
Это означает, что система состоящая из одной звезды, может простираться свое гравитационное воздействие на тысячи АЕ, возможно, с множеством двойных звезд и связанных планет. В качестве примера она привела PH1, планету с двумя солнцами, которая живет в четырехзвездочной системе.
«Подумайте о Юпитере в нашей собственной солнечной системе», - сказала она, объяснив, что у Юпитера десятки спутников, тесно вращающихся вокруг планеты. Эти луны, например, не влияют на орбиту земной луны, потому что они очень далеко от нас. Кроме того, гравитация Солнца не отбрасывает спутники от Юпитера, потому что между Солнцем и Юпитером тоже достаточно расстояния.
По словам Краттера, то же самое можно сказать и о планетах и звездах. По ее словам, пока существует достаточное расстояние между звездами, трудно установить верхний предел количества звезд в одной системе.
Конацкий согласился с этой оценкой.
«Я не вижу причин, по которым (например) пятизвездные звездные системы не могли бы разместить у себя планету, пока обеспечивается ее гравитационная стабильность».