Все мы привыкли, что орбиты планет находятся примерно в одной плоскости с экватором их родительской звезды. Однако это не всегда так: ярким примером тому служит система HD 3167, две из планет которой обращаются перпендикулярно как к плоскости вращения своего светила, так и к плоскости орбиты своей планетарной соседки.
Система HD 3167 находится в 150 световых годах от нас, и состоит из трёх планет. Ближе всего к звезде находится суперземля HD 3167b, примерно в пять раз массивнее нашей планеты и с радиусом в 1,7 раза больше. Её орбитальный период – меньше одних земных суток. Самая удалённая планета – HD 3167c, небольшой мининептун с массой около 10 земных; ему требуется около 30 дней, чтобы облететь родительскую звезду. Между этими двумя мирами с периодом около 8,5 дня вращается еще один мининептун: HD 3167d.
Чтобы выяснить, в какой плоскости обращаются планеты, команда учёных под руководством профессора Женевского университета Винсента Бурье применила модификацию транзитного метода: воспользовавшись тем, что свет, излучаемый той половиной диска звезды, которая вследствие вращения двигается “к нам”, будет казаться более синим, а той, что двигается “от нас” – более красным, астрономы сравнили спектр излучения светила до и во время транзита планеты. Скрывая собой часть “синей” или “красной” половины диска, планета изменяет видимый спектр звезды и выдаёт свою орбиту.
Ранее, в 2019 году, таким образом удалось определить, что средняя планета, HD 3167c (а также, скорее всего, внешняя HD 3167d) находится на полярной орбите своего светила. Теперь же, в статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, команда пришла к удивительному результату: орбита HD 3167b, самого близкого к звезде мира, практически перпендикулярна орбите HD 3167c.
Несмотря на то, что это не первая известная нам система, орбиты планет которой сильно отклонены от плоскости экватора звезды (например, в системе Kepler-56 орбиты обеих планет отклонены от экватора светила на 45°, а в K2-290A этот угол составляет аж 124°), HD 3167 является загадкой для учёных из-за поражающей разницы между наклоном орбиты планет внутри такой небольшой системы. Команда уже назвала одну возможную причину такого феномена: пока не обнаруженная массивная четвёртая планета, расположенная за пределами орбит трёх остальных. Гравитация такого тела могло бы издалека влиять на поведение более отдалённых от родительской звезды планет c и d; при этом сильная связь ближней планеты b со светилом позволила бы ей сохранить свою изначальную орбиту.
Бурье и коллеги уже заняты более подробным исследованием системы. Сейчас главными задачами для них является точное измерение параметров орбит трёх известных планет, а также поиск доказательств существования четвёртой – возможно, при помощи прямого наблюдения.
Подобные исследования всё чаще наталкивают учёных на мысль, что Солнечная система – скорее исключение, а не правило: похоже на то, что её формирование было гораздо менее хаотичным, чем у многих других звёздных систем. Работа Бурье над HD 3167 может пролить немного света на то, что делает наш дом таким особенным.