Используя космический телескоп TESS, разработанный NASA для поиска экзопланет, и антарктический проект ASTEP, астрономы выявили необычную и весьма странную планетную систему. Планеты, обращающиеся вокруг звезды TOI-201, обладают орбитами, которые изменяются с такой скоростью, что ученые могут отслеживать эти изменения в режиме реального времени. Эта система, находящаяся на удалении примерно в 370 световых лет от Земли, демонстрирует принципиально новые явления для научного сообщества.
Характерная черта большинства планетных систем – упорядоченность, когда планеты обладают близкими характеристиками и располагаются примерно в одной плоскости вращения. Однако система TOI-201 демонстрирует иную структуру: в ней обнаружены три объекта, существенно различающиеся по своим параметрам, но при этом взаимодействующие посредством гравитации. Изменения в планетных системах и смещение орбит – явления не уникальные, но обычно такие преобразования происходят в течение миллионов или даже миллиардов лет. Система TOI-201 отличается сильно вытянутой (эллиптической) и наклонной орбитой внешней планеты, оказывающей гравитационное влияние на более близкие к звезде миры.
Данное воздействие приводит к изменениям в положении орбит внутренних планет и к сдвигам во времени их транзитов – моментов, когда планета оказывается на прямой видимой линии с родительским светилом. Ситуация настолько необычна, что приблизительно через 200 лет планеты перестанут выстраиваться в одну линию относительно своей звезды, и их транзиты прекратятся. В Солнечной системе большинство планет находятся в одной плоскости, однако в данном случае наблюдается отклонение, и положение каждой планеты отличается от других. Это свидетельствует о происходящей перестройке орбит внутри системы, предоставляя ученым возможность наблюдать за процессом, развивающимся вскоре после формирования планет.
Используя обсерваторию на антарктической станции «Конкордия», расположенной на вершине ледника в одной из самых удаленных от цивилизации точек Земли, астрономы, работающие в рамках проекта ASTEP, смогли воспользоваться продолжительностью полярных ночей для изучения этой системы. Телескоп TESS зарегистрировал необычный транзит внешней планеты, а телескопы, расположенные по всему миру, зафиксировали влияние гравитации этого объекта на звезду TOI-201. После этого астрономы обнаружили задержки в транзите внутренней планеты TOI-201b.
Обычно планеты демонстрируют предсказуемое поведение, подобное метроному: каждый раз, когда планета проходит перед звездой, это происходит ровно через один орбитальный период после предыдущего события. Однако, при наблюдении за TOI-201b ученые неожиданно обнаружили, что транзит планеты перед звездой произошел примерно на полчаса позже запланированного времени. Этот резкий сдвиг стал неожиданностью. Другие астрономы по всему миру также зафиксировали любопытные сигналы, и, объединив свои усилия, исследователи смогли разобраться в особенностях этой системы. Данное открытие стало возможным благодаря наличию телескопа в Антарктиде. Несмотря на возникающие логистические проблемы, уникальное расположение и доступ к благоприятным астрономическим условиям являются важными факторами для изучения экзопланетных систем с протяженными орбитальными периодами, таких как TOI-201.