Издание PhysOrg сообщает, что ученые обнаружили «компактную» планетную систему, «населенную» тремя космическими телами, включая коричневый карлик, вращающимися в одной плоскости. Эта система была исследована международной группой под руководством Европейской южной обсерватории (European Southern Observatory, ESO) и Национального института астрофизики Италии (National Institute for Astrophysics, INAF) с использованием данных со спутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).

В центре звездной системы расположена желто-белая звезда спектрального типа F, масса которой составляет около 132% солнечной. Коричневый же карлик - самое массивное тело этой звездной системы. Несмотря на вытянутую эллиптическую орбиту, коричневый карлик сыграл важную роль в формировании орбитальной динамики. Гравитационное влияние экзопланеты TOI-201c позволило двум другим планетам системы сформироваться в узкой зоне внутри его орбиты. Эти результаты представляют собой совершенно новый и неожиданный сценарий, который бросает вызов представлениям астрономов о механизмах формирования планет.

Отметим, что TOI-201c представляет собой промежуточный объект между планетами-гигантами и самыми маленькими звездами. Он в 13-15 раз массивнее Юпитера. Но для запуска термоядерных реакций у него слишком мало массы. При этом этот объект выходит за рамки обычного понимания экзопланеты.

Группа исследователей определила массу TOI-201c, наблюдая за ней во время единственного транзита перед центральной звездой. Полученные данные были объединены с существующими данными наземных телескопов и измерениями радиальной скорости, полученными с помощью оптического спектрографа FEROS (Fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph) и прибора PLATO Spec, расположенных в обсерватории ESO в Ла-Силле (Чили). Согласно их оценкам, масса TOI-201c близка к верхнему пределу для гигантских планет, а период ее обращения составляет 2881 день.

«Это транзитный объект с самым длинным орбитальным периодом, масса которого известна», — отметил астроном Лука Напониелло (Luca Naponiello).

Среди других планет звездной системы — каменистая суперземля TOI-201 d с орбитальным периодом 5,8 дня и газовый теплый Юпитер TOI-201 b с орбитальным периодом около 53 дней.

Помимо своей выдающейся массы, коричневый карлик имеет, как уже указано выше, вытянутую эллиптическую орбиту с эксцентриситетом 0,622, что вызывает сильные гравитационные возмущения и делает динамически нестабильными области, находящиеся на расстоянии более 1,5 астрономических единиц от родительской звезды.

Согласно традиционным моделям, газовые гиганты обычно формируются на расстояниях от 2 до 3 астрономических единиц от родительской звезды. В случае TOI-201 астрономы ожидали бы, что массивный объект с такой орбитой будет препятствовать формированию дополнительных планет. Вместо этого TOI-201 c заставил свои соседние планеты сформироваться, заняв самые внутренние края первичного диска. 

Изображение: планетная система коричневого карлика, by ESO on Openverse