Większość odkrywanych pozasłonecznych planet krąży wokół jednej gwiazdy. Niewielka część jest w układach podwójnych, czyli ma dwa słońca. Nigdy jeszcze nie odkryto planety krążącej wokół układu trzech gwiazd (choć jedną planetę w układzie potrójnym już znaleziono, krąży wokół jednej z gwiazd).

Astronomowie z Uniwersytetu w Nevadzie donoszą właśnie, że w układzie potrójnym GW Orionis, odległym o około 1330 lat świetlnych od Ziemi, odkryli trop wskazujący na istnienie planety. GW Orionis to układ składający się z dwóch gwiazd obiegających wspólny środek ciężkości i trzeciej, które je okrąża w dalszej odległości.

Wokół tego układu potrójnego radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter Array) wykrył protoplanetarny dysk. Składa się z trzech osobnych pierścieni. Między wewnętrznym pierścieniem a środkowym jest luka szeroka na 15 miliardów kilometrów.

Dotąd lukę interpretowano jako wynik przyciągania trzech gwiazd. Jednak zespół pod kierunkiem Jeremy’ego Smallwooda przeprowadził symulacje, które sugerują inne pochodzenie tej przerwy między pierścieniami.

Co działa jak kosmiczny odkurzacz w potrójnym układzie GW Orionis?

Z kilkunastu symulacji zespołu wynika, że znacznie bardziej prawdopodobną przyczyną powstania takiej luki jest ruch planety. Sama siła przyciągania trzech gwiazd w żadnej z symulacji nie naruszała dysku – powinien być on lity, a nie składać się z pierścieni.

Dopiero wprowadzenie do komputerowego modelu gazowego olbrzyma wielkości Jowisza sprawiło, że w symulacjach pojawiała się przerwa. Co więcej, naukowcy przypuszczają, że bardziej odległa od gwiazd pusta przestrzeń między środkowym a zewnętrznym pierścieniem również może być skutkiem ruchu planety. Byłaby ona jednak mniejsza niż planeta krążąca bliżej trzech gwiazd.

– Nie zaobserwowaliśmy planety bezpośrednio, ale mamy pewne dowody na to, że to ona jest przyczyną pojawienia się tej luki – mówi Smallwood.

Jak udowodnić istnienie planety w układzie GW Orionis?

Naukowcy przyznają, że potwierdzenie ich hipotezy będzie trudne. Część planet można wykryć, gdy regularnie pojawiają się na tle swojej gwiazdy. Przyćmienie jej blasku pozwala astronomom oszacować masę i rozmiar globu. W tym wypadku będzie to niemożliwe.

Układ trzech gwiazd GW Orionis oraz jego protoplanetarny dysk widać bowiem „z góry”. Innymi słowy płaszczyzny orbity hipotetycznych planet w tym układzie są prostopadłe do osi obserwacji z Ziemi. To ułatwiło dostrzeżenie protoplanetarnego dysku, który widzimy w całej rozciągłości, a nie pod kątem. Wyklucza to jednak wykrycie planety metodą tranzytową, czyli jej przejścia przez tarczę którejkolwiek z gwiazd.

Co więcej, hipotetyczna planeta krąży też zbyt daleko od swoich trzech słońc, by móc wykryć ją przez analizę subtelnej zmiany położenia gwiazd lub ich prędkości powodowanych przyciąganiem. Jedynym sposobem będzie bezpośrednia obserwacja. To może być jednak trudne, bowiem od układu GW Orionis dzieli nas ogromna odległość.

Być może planetę krążącą wokół trzech gwiazd uda się dostrzec teleskopowi Webba

Być może planetę z trzema słońcami uda się kiedyś dostrzec Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba, który ma trafić na okołoziemską orbitę jeszcze w tym roku. Jego wielkie zwierciadła pozwolą na bezpośrednie obserwacje planet znajdujących się nawet setki lat świetlnych od Ziemi.

Planeta wokół GW Orionis nie będzie pierwszą odkrytą planetą z trzema słońcami na niebie. W styczniu tego roku potwierdzono istnienie planety w układzie potrójnym KOI-5 odległym o 1800 lat świetlnych. Tamtejsza planeta (lub planety) obiegają jednak jedną gwiazdę (oznaczaną literą A). Gwiazdy A i B tego układu krążą wokół wspólnego środka ciężkości, zaś C okrąża je w większej odległości.

Warto dodać, że dzięki teleskopowi Keplera w latach 2009-2018 potwierdzono odkrycie aż 2394 egzoplanet. Wykryto też 2366 „kandydatów na egzoplanety”, czyli obiektów, których istnienie trzeba jeszcze potwierdzić.

Źródła: ArXiv, New Scientist, California Institute of Technology