Астрономы зафиксировали много планет класса «горячий юпитер» (газовых гигантов, которые находятся очень близко к своим звездам, но KELT-4AB является особенным. Это планета с тремя солнцами, поскольку она находится в том, что известно как иерархическая тройная звездная система. KELT-4AB примерно в 1,7 раза превышает размер Юпитера, а его главная звезда, KELT-A выглядит в небе этой планеты в 40 раз больше, чем Солнце на земном небосклоне.

KELT-A когда-то притянул к себе две небольшие звезды, KELT-B и KELT-C, которые находятся от него так далеко, что им требуется 4000 лет, чтобы завершить орбиту. Даже на таком расстоянии (в 328 раз дальше, чем Земля от Солнца) эти две звезды сияют на небосклоне «Кельта», как полная Луна на Земле.

Оборот вокруг своей звезды экзопланета совершает всего за три дня. Две другие звезды вращаются относительно друг друга, совершая полный оборот примерно за 30 дней. При этом эти две звезды сильно удалены от планеты, вокруг нее их период обращения составляет около 4000 лет, так что по яркости они видны с поверхности планеты примерно так, как Луна с Земли.

Столько близкое, как в этой системе, расположение газового гиганта к звезде нетипично, ученые предполагают, что это связано с влиянием двух других, более удаленных звезд системы. Ученые планируют продолжить изучение необычной звездной системы, которая наиболее близка к Земле из всех обнаруженных тройных систем.

Звездная система KELT-4 была обнаружена более 40 лет назад, однако ранее считалось, что она содержит всего две звезды. Новые наблюдения, произведенные при помощи телескопа Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT), состоящего из двух автоматизированных телескопов в Аризоне и Сатерленде, показали, что на самом деле система является кратной звездой с тремя компонентами.

Экзопланета KELT-4Ab, принадлежащая к классу горячих юпитеров, совершает полный оборот вокруг своей родительской звезды KELT-A за три дня. Кроме того, вокруг KELT-A вращаются две другие звезды – KELT-B и KELT-C – которые ранее считались одной звездой. Их период вращения вокруг нее составляет около 4 тысяч лет. При этом они также вращаются вокруг друг друга, делая полный оборот за 30 дней.

По словам ученых, если бы можно было бы посмотреть на эти звезды из атмосферы планеты, то звезда, вокруг которой вращается KELT-4Ab, казалась бы в 40 раз больше нашего Солнца, а две другие звезды были бы такими же яркими, как полная луна, однако скорее бы были похожи на небольшие точки в небе.

Особый интерес у астрономов вызывает расположение планеты. По предположениям ученых, горячий юпитер, которым является KELT-4Ab, должен формироваться и находиться гораздо дальше от родительской звезды, подобно Юпитеру. Однако экзопланета, как и другие горячие юпитеры, находится значительно ближе. Ученые предполагают, что это может быть связано с влиянием на нее двойной звезды KELT-BC.

В будущем ученые планируют продолжить наблюдение за звездной системой KELT-4, которая является самой близкой к Земле из всех подобных систем. Более точные измерения будут совершены с помощью космического телескопа Global Astrometric Interferometer for Astrophysics (Gaia).

Горячие юпитеры – класс планет с массой порядка массы Юпитера (1,9х10^27 кг). В отличие от Юпитера, который находится на расстоянии около 5 астрономических единиц (АЕ) от Солнца, типичный горячий юпитер находится на расстоянии порядка 0,015 - 0,5 АЕ от звезды, то есть на один порядок ближе, чем Меркурий от Солнца и на два порядка ближе, чем Юпитер.

Астрономы нашли уже немало «горячих Юпитеров», или газовых гигантов, экстремально близко расположенных к своим родным звездам, но планета KELT-4Ab определенно выделяется среди всех обнаруженных.

Жизнь под Солнцем проста и стабильна: вращаясь вокруг звезды, планеты не испытывают серьезных гравитационных возмущений. Поэтому куда реже стабильные планетные орбиты встречаются у двойных звездных систем, и каждая из таких экзопланет непременно получает прозвище «Татуин» в честь родины Люка Скайуокера. И уж совсем большая редкость – планеты в тройных системах.

Обнаруженная телескопом KELT звезда KELT-А находится примерно в 685 световых годах от нас. Первое время считалось, что она одиночка, и лишь впоследствии на некотором отдалении от нее был замечен компаньон KELT-В. Теперь же в системе открыта и третья звезда KELT-С, вращающаяся в тесном соседстве с KELT-В, на расстоянии от нее примерно в 330 раз дальше, чем Земля от Солнца. Наблюдателю с планеты KELT-4Ab должно открываться замечательное зрелище: большая материнская звезда и две яркие – как для нас Луна – звезды чуть дальше.

Игры гравитационных сил в таких системах чрезвычайно сложны, и стабильность орбиты KELT-4Ab остается интересной загадкой для астрономов. Скорее всего, удерживаться на месте ей помогает близость крупной звезды KELT-А. KELT-4Ab находится совсем рядом с ней, делая оборот вокруг звезды всего за три наших дня.

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».

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.

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».