Nasz Układ Słoneczny to dość uporządkowane miejsce. Każda planeta ma swoją orbitę i na niej okrąża gwiazdę. Tak też jest w większości układów planetarnych, które do tej pory odkryliśmy. Jednak młody układ oddalony od Ziemi o około 370 lat świetlnych jest inny. Badania sugerują, że na jednej z orbit znajdują się tam dwie planety. Jeśli obserwacje zostaną potwierdzone, będzie to pierwszy dowód na istnienie tzw. planet trojańskich.
Astronomowie znaleźli pierwsze potencjalne dowody na istnienie planet trojańskich, czyli dwóch bliźniaczych światów krążących po tej samej (lub bardzo zbliżonej) orbicie wokół tej samej gwiazdy. W Układzie Słonecznym również można znaleźć podobny przykład. To planetoidy trojańskie – dwie grupy kosmicznych skał krążących wokół Słońca po orbicie zajmowanej przez Jowisza.
Kandydatki na planety trojańskie krążą wokół młodej gwiazdy PDS 70 oddalonej od Układu Słonecznego o około 370 lat świetlnych. Wiemy, że w systemie tym są co najmniej dwie planety - PDS 70b i PDS 70c. To gazowe olbrzymy, takie jak Jowisz. Ale na orbicie PDS 70b astronomowie zaobserwowali coś jeszcze. To planeta, duży obłok gruzu, który może wskazywać na formującą się planetę lub pozostałości po już uformowanej, ale zniszczonej planecie.
Rezultaty i opis obserwacji ukazał się w czasopiśmie „Astronomy and Astrophysics” (DOI: 10.1051/0004-6361/202346493).
- Dwie dekady temu przewidywano teoretycznie, że pary planet o podobnej masie mogą znajdować się na tej samej orbicie wokół swojej gwiazdy. To tzw. planety trojańskie lub planety wspólorbitalne. Teraz po raz pierwszy znaleźliśmy dowody przemawiające za tą koncepcją – powiedziała Olga Balsalobre-Ruza, studentka Centrum Astrobiologii w Madrycie i główna autorka publikacji.
System PDS 70 jest dobrze znany astronomom. To w nim pierwszy raz dostrzeżono planety w trakcie procesu formowania. Tutaj również astronomowie zaobserwowali formujący się księżyc wokół PDS 70c. Ale bliższe przyjrzenie się ujawniło istnienie czegoś jeszcze. Na obrazach uczeni zobaczyli słabą plamkę, słabszą niż sygnatura egzoplanety, ale na tej samej orbicie, co PDS-70b. Obliczenia sugerują, że cokolwiek to jest, ma około dwukrotnie większą masę niż ziemski Księżyc.
Zagadkowy obiekt znajduje się w pobliżu punkt libracyjnego. Obszary te nazywane też są punktami Lagrange’a. Każdy układ dwóch ciał ma pięć takich punktów. Są to miejsca w przestrzeni, w których oddziaływanie grawitacyjne między dwoma ciałami równoważy się. Dzięki temu obszary te są stabilnymi punktami w przestrzeni kosmicznej, gdzie materia może zostać niejako uwięziona.
W Układzie Słonecznym planetoidy trojańskie, Trojańczycy i Grecy, znajdują się w punktach L4 i L5 Jowisza. Jedna grupa wyprzedza gazowego olbrzyma, druga jest tuż za nim. Ziemia też ma takie skały na swojej orbicie (więcej na ten temat w tekście: Astronomowie potwierdzają istnienie drugiej planetoidy trojańskiej Ziemi). Punkty te są też dobrymi miejscami do parkowania obserwatoriów. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba krąży wokół punktu L2 znajdującego się w odległości około 1,5 miliona kilometrów od Ziemi.
Obraz za obserwatorium ALMA przedstawiający gwiazdę PDS 70 (oznaczona największym kółkiem) planetę PDS-70b (mniejsze kółko) i jego domniemanego towarzysza (oznaczonego przerywanym kółkiem), fot. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /Balsalobre-Ruza i in.)
- Nasze badania to pierwszy krok do szukania planet wspólorbitalnych na bardzo wczesnym etapie ich formowania - przyznała współautorka Nuria Huélamo z Centrum Astrobiologii. - Stawia to przed nami nowe pytania dotyczące formowania się trojańczyków, ich ewolucji i częstotliwości występowania w różnych systemach planetarnych — dodał Itziar De Gregorio-Monsalvo, szef Biura Naukowego ESO w Chile, który również był zaangażowany w badania.
Ale naukowcy muszą jeszcze potwierdzić swoje obserwacje. Obecnie uważają, że orbitalny partner PDS 70b jest prawdopodobnie gęstą chmurą pyłu, budulcem nowej planety, a nie całą planetą. Żeby to dokładnie sprawdzić trzeba będzie trochę poczekać. Za kilka lat będzie można zaobserwować, czy potencjalna planeta lub obłok pyłów porusza się wraz z PDS 70b, jako jej towarzysz współobritalny w punkcie L5. - Byłby to przełom w badaniach egzoplanet - podkreśliła Balsalobre-Ruza.
Źródło: ESO, Science Alert, fot. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /Balsalobre-Ruza et al.
