На основании анализа данных, полученных в результате многолетних наблюдений, ученые пришли к выводу, что экзопланета HD 106906 b не удаляется от своей звездной системы, а движется по сильно вытянутой орбите с периодом приблизительно 15 тысяч лет. Подобная картина удивительным образом соотносится с предполагаемыми характеристиками гипотетической «девятой планеты», предположительно вращающейся вокруг Солнца за пределами пояса Койпера.
В статье изложены результаты работы, выполненной международной командой астрономов опубликовала в журнале The Astronomical Journal. Препринт статьи доступен для скачивания на портале arXiv. Разработка велась усилиями специалистов из Университета штата Калифорния и Института SETI, греческого Института астрофизики и Европейской южной обсерватории.
Снимки двойной звездной системы стали объектом детального анализа HD 106906 в оптическом и инфракрасном диапазонах, сделанные орбитальным телескопом «Хаббл». Собранные за 14 лет данные наблюдений заданной области внимательно просматривали на предмет уменьшения яркости звезд. Для уточнения расстояний и положения объектов в Галактике ученые использовали недавно обновленный астрометрический каталог, составленный на основе работы космического телескопа Gaia.
В ходе наблюдений астрономы выявили ряд ранее не зарегистрированных случаев наложения изображений близлежащих HD 106906 звезд на небосводе неизвестным объектом. Использованный инструментарий позволял определять на изображениях изменения, угловой размер которых даже меньше одного пикселя. По совокупности всех данных, единственной причиной снижения яркости звезд на изображениях могла быть только планета HD 106906 b. На основании этих данных ученые приблизительно определили характеристики ее орбиты:
- наиболее удаленная от центра двойной звездной системы точка орбиты (периастр) — от 190 до 990 астрономических единиц (28,4-148,1 миллиарда километров);
- наклонение относительно аккреционного диска — 22-63 или 30-71 градус;
- сидерический период (год, полное обращение вокруг центрального тела) — около 15 тысяч лет.
Значительные отклонения связаны с тем, что подтвердить наличие новых признаков существования экзопланеты удалось лишь на основе двух изображений, полученных в 2004 и 2017 годах. А ранее известные данные были собраны с момента открытия HD 106906 b в 2013 году наблюдения не давали достаточно информации для уточнения орбиты. Тем не менее ученые делают вывод, что с высокой долей вероятности это необычное небесное тело не убегает от двойной звезды, а вращается вокруг нее.
Остальные характеристики HD 106906 b, согласно новым данным и результатам, полученным в ходе предыдущих исследований, ее характеристики оцениваются следующим образом. Возраст планеты составляет около 13 миллионов лет, ее масса — приблизительно 11 юпитерианских, а средний радиус орбиты — порядка 738 астрономических единиц (110 миллиардов километров). Заслуживает внимания тот факт, что планета отличается высокой температурой: по оценкам, температура ее поверхности достигает не менее 1500 градусов Цельсия. Это может быть связано либо с ее недавним формированием, либо с протекающими в ее недрах термоядерными реакциями. В последнем случае HD 106906 b может быть коричневым карликом.
Эта экзопланета, находящаяся на расстоянии 336 световых лет от Земли, вызывает значительный интерес у астрономов и астрофизиков по ряду причин. Прежде всего, система, в которой она расположена, относительно молодая – её возраст составляет всего около 15 миллионов лет. Вокруг двойной звезды сформировался аккреционный диск, в котором потенциально могут возникать новые планеты. Во-вторых, HD 106906 b слишком массивна для своего положения в системе: в дальнем от звезд крае газопылевого диска недостаточно материала для формирования столь крупного газового гиганта. Наконец, не совсем понятно, принадлежит ли эта экзопланета к системе или просто вылетает из нее прочь.
Несколько теорий предлагают объяснение положения HD 106906 b в системе. По одной из них, экзопланета была выброшена со своей относительно близкой к звезде орбите гравитационным взаимодействием с другой звездой. По другим — эта экзопланета либо была блуждающей и HD 106906 захватила ее из окружающего пространства, либо с Земли она лишь кажется принадлежащей к этой системе. Наиболее вероятен самый первый вариант. Он подтверждается не только компьютерным моделированием: в газопылевом облаке вокруг HD 106906 специалисты обнаружили возмущения, которые можно приписать воздействию на него экзопланеты, переходящей на вытянутую и отдаленную орбиту.
Данное открытие предоставляет дополнительные основания для размышлений о характеристиках орбиты HD 106906 b удивительно похожи на параметры гипотетической «девятой планеты» вокруг Солнца. В разные периоды изучения Солнечной системы с завидным постоянством возникали гипотезы о существовании необнаруженных планет. С новой силой они начали рождаться после открытия целого ряда транснептуновых объектов с необычными орбитами. В 2016 году была даже выдвинута аргументированная теория, согласно которой вокруг Солнца на чрезвычайно большом удалении вращается газовый гигант либо другой массивный объект.
Хотя включение в модель эволюции Солнечной системы гипотетической дополнительной крупной планеты помогает разрешить ряд нестыковок, ее наличие до сих пор не было подтверждено. В то же время, само предположение о существовании «девятой планеты» способно породить больше вопросов, чем дает ответов. Иногда это приводит к появлению весьма экстравагантных гипотез, например, что речь идет не о планете, а о миниатюрной черной дыре. Однако, значительное удаление от Солнца и необычный наклон подобного объекта должны соответствовать параметрам орбиты HD 106906 b. И опубликованная в The Astronomical Journal работа подтверждает, что подобные явления в нашей Галактике встречаются.