Астрономы обнаружили необычную экзопланету, орбита которой практически не согласуется с вращением ее звезды. GJ 3090 b находится примерно в 73 световых годах от Земли и обращается вокруг красного карлика в направлении, противоположном его вращению. Причем рядом нет массивного объекта, который мог бы объяснить такую конфигурацию, рассказывает Space.com.

Орбита, которой здесь быть не должно

Планеты формируются из газопылевого диска, окружающего молодую звезду. Вещество этого диска вращается в определенном направлении, и формирующиеся из него планеты обычно наследуют это движение. Поэтому их орбиты, как правило, лежат примерно в той же плоскости, что и экватор звезды, и направлены в ту же сторону.

Угол между плоскостью орбиты планеты и экваториальной плоскостью звезды называют Psi. Он может меняться под воздействием гравитационных возмущений во время формирования и последующей эволюции планетной системы. Для Земли этот угол составляет около 7 градусов.

У GJ 3090 b ситуация совершенно иная: исследователи определили Psi, равный 136 градусам. При таком наклоне планета фактически движется по ретроградной орбите — в направлении, противоположном вращению своей звезды.

«К нашему большому удивлению, планета GJ 3090 b не только находится на сильно наклоненной орбите, но и обращается ретроградно, в направлении, противоположном вращению своей звезды», — рассказал участник исследования Янн Картере из Женевского университета.

Небольшая планета с необычной системой

GJ 3090 b обнаружили в 2022 году. По размерам она примерно в 2,2 раза больше Земли, а ее масса составляет около 4,5 земной. Планету относят к субнептунам — классу миров, которые по размерам находятся между Землей и Нептуном и считаются одними из наиболее распространенных типов планет в Млечном Пути.

Необычной ее делает не столько размер, сколько геометрия орбиты. Системы с Psi больше 70 градусов встречаются крайне редко: GJ 3090 b стала лишь пятой известной планетой с настолько сильным расхождением между орбитой и вращением звезды.

Причем у остальных известных систем есть важная особенность — массивный сосед. Это может быть газовый гигант, коричневый карлик или другая звезда. Его гравитация способна существенно изменить орбиту планеты и наклонить ее относительно звезды.

У GJ 3090 b такого объекта пока не обнаружено.

Что могло развернуть орбиту

Именно отсутствие массивного компаньона заставляет ученых искать другое объяснение происхождению необычной орбиты.

Одна из предложенных гипотез связана с самим протопланетным диском. По мнению исследователей, звезда могла поглотить второй диск из газа и пыли, который изначально был сильно наклонен относительно ее вращения и двигался в обратном направлении. Планеты системы могли затем сформироваться уже из этого вещества.

В таком сценарии необычная орбита GJ 3090 b была бы не результатом последующего гравитационного воздействия гигантского соседа, а особенностью материала, из которого формировалась сама планетная система.

Пока это лишь гипотеза. Но наблюдение GJ 3090 b показывает, что архитектура планетных систем может оказаться гораздо разнообразнее, чем предполагают стандартные сценарии их формирования.

Измерить столь необычный угол удалось благодаря инфракрасному спектрографу NIRPS, установленному в обсерватории Ла-Силья. Его точности оказалось достаточно, чтобы определить взаимную ориентацию орбиты относительно экваториальной плоскости звезды даже для сравнительно небольшой планеты.

Исследование опубликовано 21 сентября в журнале Astronomy & Astrophysics.