В созвездии Ориона есть звездная система под названием GW Ori, которая окружена массивным диском из пыли и газа. Она находится на расстоянии 1300 световых лет от Земли и вызвала интерес астрономов по многим причинам, одна из них – три солнца. Моделирование показало, что в этой системе расположена огромная молодая экзопланета.

В 2020 году астрономы впервые объявили о том, что существует феномен тройной звездной системы. Тогда эксперты Европейской южной обсерватории сумели получить первое прямое свидетельство того, что группы звезд способны разрывать свои планетообразующие диски, оставляя их искривленными и с наклонными кольцами.

Солнечная система необычна тем, что её центром является всего одна звезда, в то время как большинство звёзд Млечного Пути существуют в связке с как минимум одним гравитационным компаньоном. Другими словами, миры с несколькими солнцами вроде Татуина из «Звёздных войн» – вовсе не редкость в пределах нашей галактики. Однако и среди них встречаются уникальные экземпляры, например, планетарная система GW Orionis, в которой орбиты планет проходят вокруг трёх звёзд одновременно.

Согласно астрономическим исследованиям, тройные системы представляют собой один из наиболее распространённых случаев кратной звёздной системы. По оценкам учёных, на двойные системы приходится около 40-50% всех звёзд, а более 20% кратных систем имеют три и больше звёзд.

Как правило, подобные астрономические объекты отличаются сложными гравитационными связями, из-за которых небольшим космическим телам сложно «закрепиться» в таких системах. Впрочем, 2,5% экзопланет всё же удаётся прижиться в мирах с тремя и более звёздами. До сих пор учёные обнаружили более 30 планет, сформировавшихся в тройных системах. Во всех известных науке случаях орбиты планет проходят вокруг одной из звёзд-компаньонов. В свою очередь, система GW Orionis стала исключением из этого правила.

Тогда как в нашей Солнечной системе все космические объекты вращаются вокруг единственной звезды – Солнца, есть системы, где некоторые планеты движутся сразу вокруг двух звезд. И теперь появились свидетельства существования планет, которые вращаются даже вокруг трех звезд одновременно.

Примерно в 1300 световых годах от Земли в созвездии Ориона расположена звездная система, известная как GW Orionis (или просто GW Ori). Это иерархическая тройная система с смещенным протопланетным диском – широкими кольцами пыли и газа, в которых могут зарождаться планеты. GW Ori состоит из трех относительно молодых звезд, которые вращаются вокруг друг друга. И новые наблюдения показывают, что, возможно, в системе уже зародилась новая планета, орбита которой проходит сразу вокруг трех звезд.

Предыдущие наблюдения показали, что протопланетный диск GW Orionis разделен на три кольца с очень большим разрывом – около 100 астрономических единиц (а.е.). Кольца также казались астрономам смещенными друг относительно друга, а кольцо, расположенное в самой глубине, изогнулось под странным углом по отношению к остальным кольцам.

Что могло создать такую структуру? У учёных было две гипотезы. Разрыв газового диска может быть вызван крутящим моментом тройной звездной системы либо планеты, которая достаточно массивна, чтобы сделать этот разрыв. Как только диск сломан, происходит узловая прецессия колец на разных временных шкалах и они смещаются.

Чтобы исследовать структуру пылевых колец более подробно, астрономы из Невадского университета в Лас-Вегасе (UNLV) создали трехмерную гидродинамическую модель всей звёздной системы. Для ее построения они использовали наблюдения, полученные с помощью телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

В результате исследования выяснилось, что крутящий момент звездной системы не являлся причиной разрыва протопланетного диска – он для этого слишком мал. Но ученые предположили, наличие массивной планеты (или даже нескольких планет) в диске могло послужить толчком для разделения его на три кольца, которые перемещались с разной скоростью и в результате сместились.

Планетой вполне мог бы оказаться газовый гигант размером с Юпитер или даже несколько таких объектов. Подобные миры обычно первыми зарождаются в протопланетных дисках, а следом за ними появляются более мелкие скалистые планеты, такие как Земля.

GW Ориона – молодая звездная система с тремя звездами. Внутренние звезды GW Ori A и GW Ori B вращаются друг вокруг друга на расстоянии одной астрономической единицы. Третья звезда – GW Ori C – вращается вокруг двух своих собратьев и удалена от них на восемь астрономических единиц.

В массивном планетообразующем диске GW Ориона радиоинтерферометр ALMA обнаружил три отдельных кольца с разной ориентацией относительно оси вращения звезды на расстоянии 46, 185 и 340 астрономических единиц от центра.

Внешнее кольцо – самое большое из когда-либо наблюдавшихся в дисках, формирующих планеты. Если бы планета образовывалась в промежутке между внутренним и внешним кольцом, она была бы расположена невероятно далеко от звезд. Для сравнения, Нептун находится всего в 30 астрономических единиц от Солнца. Внутреннее кольцо очень сильно смещено относительно внешних колец и трех звезд.

Впервые смещение внутреннего кольца GW Ориона ALMA наблюдал в 2017 году. Над его объяснением работали две группы исследователей: одни предположили, что диск был разорван гравитационным притяжением звезд, другие – что смещение связано с зарождением новой планеты.

Большинство звезд, похожих на Солнце, рождаются с компаньонами. В отличие от планет Солнечной системе, которые все вращаются в одной плоскости, планеты мультизвездных систем часто имеют искривленные орбиты, не совпадающие с орбитами их звезд. Таким образом, изучение смещенных дисков вокруг нескольких звезд помогает ученым понять, как формируются эти планеты.

Обе команды выполнили компьютерное моделирование, чтобы выяснить, что могло вызвать смещение внутреннего кольца относительно остальной части диска и звезд.

Одна группа астрономов, возглавляемая Стефаном Краусом из Университета Эксетера в Великобритании, обнаружила теплый газ на внутреннем крае смещенного кольца и рассеянный свет от деформированной поверхности диска, что, по их мнению, свидетельствует о гравитационном разрыве диска.

Используя телескопы, работающие на инфракрасных длинах волн, авторы также нанесли на карту орбиты трех звезд за 11 лет, охватывающие полный орбитальный период. Они обнаружили, что все три звезды не вращаются в одной и той же плоскости, а смещены друг относительно друга и относительно диска.

Краус и его коллеги связывают наблюдаемые несовпадения с "эффектом разрыва диска" – они предполагают, что гравитационное притяжение звезд в разных плоскостях может деформировать диски. Их моделирование показало, что несовпадение орбит трех звезд может привести к тому, что диск вокруг них разбивается на отдельные кольца.

Вторая группа, которую возглавляет Цзяцин Би, придерживается другой точки зрения.

Теперь есть еще больше доказательств того, что причудливая звездная система, расположенная на носу созвездия Ориона, может содержать самый редкий тип планеты в известной вселенной: одна планета, вращающаяся вокруг трех солнц одновременно.

Звездная система, известная как GW Orionis (или GW Ori) и расположенная примерно в 1300 световых годах от Земли, является заманчивой целью для изучения; с тремя пыльными оранжевыми кольцами, вложенными друг в друга, система буквально выглядит как гигантское яблочко в небе. В центре этого прицела находятся три звезды – две заблокированы на тесной двойной орбите друг с другом, а третья широко вращается вокруг двух других.

Тройные звездные системы редко встречаются в космосе, но GW Ori становится еще более странным. В статье 2020 года, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters, исследователи внимательно изучили GW Ori с помощью телескопа Атакама с большой миллиметровой / субмиллиметровой решеткой (ALMA) в Чили и обнаружили, что три пылевых кольца системы на самом деле смещены друг с другом, а внутреннее кольцо дико колеблется на своей орбите.

Команда предположила, что молодая планета или ее замыслы могут нарушить гравитационный баланс сложной системы тройных колец GW Ori. Если обнаружение подтвердится, это будет первая планета с тройным солнцем в известной вселенной.

Теперь статья, опубликованная в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества, предлагает новые доказательства существования этой редкой планеты. Авторы исследования провели трехмерное моделирование, чтобы смоделировать, как могли образоваться таинственные промежутки в кольцах звездной системы, на основе наблюдений за другими пылевыми кольцами (или “протопланетными дисками“) в других частях Вселенной.

Команда проверила две гипотезы: либо разрыв в кольцах образовался из-за крутящего момента, приложенного тремя вращающимися звездами в центре системы, либо разрыв появился, когда планета образовалась внутри одного из колец.

Исследователи пришли к выводу, что в кольцах недостаточно турбулентности, чтобы теория крутящего момента звезды работала. Скорее, модели предполагают, что наличие огромной планеты размером с Юпитер – или, возможно, нескольких планет – является более вероятным объяснением странной формы и поведения колец.

К сожалению, гипотетический наблюдатель этой “возможно-планеты“ на самом деле не смог бы увидеть, как все три солнца восходят и падают в небе. По словам исследователей, две звезды в центре системы движутся по такой узкой двойной орбите, что выглядят как одна большая звезда, а третья кружится вокруг них.

Но, если это подтвердится, простое существование этого мира докажет, что планеты могут формироваться в более широком диапазоне условий, чем предполагали ученые ранее. Если трех солнц и колышущейся мешанины пылевых колец недостаточно, чтобы помешать молодой планете, то кто знает, что это такое.

В созвездии Ориона есть звездная система под названием GW Ori, окруженная массивным диском из пыли и газа. Она находится на расстоянии 1300 световых лет от Земли и вызвала интерес астрономов по многим причинам. Но самое примечательное в GW Ori то, что эта система с тремя звездами, а не с одной или двумя. Моделирование показало, что в этой системе расположена огромная молодая экзопланета.

Год назад астрономы впервые объявили о феномене тройной звездной системы. Тогда эксперты Европейской южной обсерватории сумели получить первое прямое свидетельство того, что группы звезд способны разрывать свои планетообразующие диски, оставляя их искривленными и с наклонными кольцами.

Было предложено несколько различных гипотез, но ни одна из них достоверно не смогла объяснить загадочную природу системы GW Orionis. Например, почему диск этой системы разделен на две части, причем внешняя часть наклонена примерно на 38 градусов. Чтобы объяснить странный разрыв, ученые создали детальную модель системы GW Orionis и провели компьютерное моделирование, чтобы понять, что именно могло вызвать разрыв диска.

В результате они пришли к выводу, что разрыв в пылевом облаке связан с существованием массивной экзопланеты. Из-за большого расстояния до нее она пока не может быть обнаружена при помощи наземных телескопов. Однако компьютерное моделирование показало, что эта планета столь же массивна, как наш Юпитер. Возможно, это газовый гигант.

Если бы планета могла поддерживать жизнь, и человек мог бы каким-то образом путешествовать по межзвездному пространству, чтобы добраться до газового гиганта, то три солнца на небе у него увидеть все равно бы не получилось. Максимум – два светила, потому что внутренние звезды вращаются так близко друг к другу, что кажутся единой точкой света. Однако по мере вращения планеты вы увидите, можно наблюдать, как они восходят и заходят. Это не похоже ни на что из того, что можно увидеть в любой другой известной звездной системе.