Несмотря на то, что ранее не было зафиксировано никаких признаков формирования планет вокруг молодой звезды MP Mus (PDS 66), находящейся на расстоянии 100 световых лет от Земли, анализ данных, полученных с помощью радиотелескопа ALMA и обсерватории «Гайя», впервые выявил гигантскую экзопланету в протопланетном диске звезды, основываясь на колебаниях, вызванных ее гравитационным воздействием.
Астрономы исследовали протопланетный диск MP Mus, обращающийся вокруг оранжевого карлика спектрального класса K1IVe, с помощью ALMA еще в 2023 году. Однако тогда не было выявлено никаких признаков формирования планет. Для звезды в возрасте 7-10 миллионов лет ситуация казалась необычайно спокойной, поскольку именно в этом возрасте в большинстве протопланетных дисков обычно наблюдаются признаки взаимодействия с формирующимися планетами.
Международная группа ученых во главе с Альваро Рибасом из Кембриджского университета (Великобритания) провела исследование диска, используя радиотелескоп ALMA. Для более детального изучения объекта, ученые использовали более длинные радиоволны, около трех миллиметров, чтобы проанализировать скрытые структуры, находящиеся за пылевой завесой. Полученные результаты оказались неожиданными: вблизи звезды была обнаружена внутренняя полость, а на большем расстоянии от нее – две внешние щели. Это свидетельствует о том, что в протопланетном диске формируются планеты, которые до этого момента оставались невидимыми.
Астроном Мигель Виоке из Европейской южной обсерватории (Германия), проведя независимый анализ движения светила с помощью миссии «Гайя», установил, что MP Mus демонстрирует эффект «покачивания». Этот феномен свидетельствует о гравитационном воздействии массивного объекта, вращающегося вокруг звезды. Первоначально Виоке сомневался в корректности расчетов, поскольку ранее в этой системе не было обнаружено планет. Однако, ознакомившись с докладом Рибаса о новой полости в диске, он пришел к выводу, что отклонения, вероятно, вызваны молодой планетой.
Совместное моделирование продемонстрировало, что наблюдаемые данные, такие как структура диска и колебания положения звезды, соответствуют гипотезе о наличии гигантской планеты в непосредственной близости от нее. Предполагается, что масса этого небесного тела составляет от трех до 10 масс Юпитера, а его расстояние до звезды – около 449 миллионов километров. Таким образом, объединение астрометрических данных, полученных с помощью «Гайя», и детализированные наблюдения ALMA позволили впервые выявить экзопланету в протопланетном диске системы, ранее считавшейся «пустой.
Результаты научной работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy, показали, что вблизи звезд, подобных MP Mus, могут скрываться целые семейства молодых планет. Исследователи отметили, что примененный ими метод, наряду с модернизацией ALMA и запуском новых радиотелескопов, позволит обнаружить больше подобных протопланетных дисков, чтобы лучше понять, как зарождаются планеты, в том числе землеподобные.