Всі ми звикли, що орбіти планет знаходяться приблизно в одній площині з екватором їхньої батьківської зірки. Однак це не завжди так: яскравим прикладом цього є система HD 3167, дві з планет якої звертаються перпендикулярно як до площини обертання свого світила, так і до площини орбіти своєї планетарної сусідки.
Система HD 3167 знаходиться на відстані 150 світлових років від нас і складається з трьох планет. Найближче до зірки знаходиться суперземля HD 3167b, приблизно в п’ять разів масивніша за нашу планету і з радіусом в 1,7 раза більшим. Її орбітальний період менший від однієї земної доби. Найвіддаленіша планета – HD 3167c, невеликий мінінептун з масою близько 10 земних; один її оберт навколо батьківської зірки триває близько 30 днів. Між цими двома світами з періодом близько 8,5 днів обертається ще один мінінептун: HD 3167d.
Щоб з’ясувати, в якій площині обертаються планети, команда вчених під керівництвом професора Женевського університету Вінсента Бур’є застосувала модифікацію транзитного методу: скориставшись тим, що світло, випромінюване тією половиною диска зірки, що внаслідок обертання рухається “до нас”, здаватиметься синішим, а тієї, що рухається “від нас” – червонішим, астрономи порівняли спектр випромінювання світила до і під час транзиту планети. Приховуючи собою частину “синьої” або “червоної” половини диска, планета змінює видимий спектр зірки та видає свою орбіту.
Раніше, у 2019 році, таким чином вдалося визначити, що середня планета, HD 3167c (а також, швидше за все, зовнішня HD 3167d) знаходиться на полярній орбіті свого світила. Тепер же, у статті, опублікованій у журналі Astronomy & Astrophysics, команда дійшла дивовижного висновку: орбіта HD 3167b, найближчого до зірки світу, практично перпендикулярна до орбіти HD 3167c.
Попри те, що це не є перша відома нам система, що орбіти її планет сильно відхилені від площини екватора зірки (наприклад, у системі Kepler-56 орбіти обох планет відхилені від екватора світила на 45°, а в K2-290A цей кут становить аж 124°), HD 3167 є загадкою для вчених через надзвичайно велику різницю між нахилом орбіт планет усередині такої невеликої системи. Команда вже назвала одну можливу причину такого феномену: наразі не виявлена масивна четверта планета, віддаленіша від зірки, ніж решта світів. Гравітація такого тіла могла б здалеку впливати на поведінку планет c і d; при цьому сильний зв’язок найближчої планети b із зіркою дозволив би їй зберегти свою початкову орбіту.
Бур’є та колеги вже зайняті докладнішим дослідженням системи. Наразі головною їхньою метою є точне вимірювання параметрів орбіт трьох відомих планет, а також пошук доказів існування четвертої – можливо, за допомогою прямого спостереження.
Дослідження на кшталт цього дедалі частіше наштовхують вчених на думку, що Сонячна система – скоріше виняток, ніж правило: схоже на те, що її формування було набагато менш хаотичним, ніж у багатьох інших зоряних систем. Робота Бур’є над HD 3167 може пролити трохи світла на те, що робить наш дім таким особливим.