Учёные обнаружили, что у далёкого «горячего Юпитера» есть планетарный компаньон. Две планеты, TOI-1408 b и TOI-1408 c, обращаются вокруг звезды TOI-1408, расположенной в 455 световых годах от Земли.

TOI-1408 b — это газовый гигант, который более чем в два раза больше Юпитера. Она вращается вокруг своей родительской звезды на расстоянии 5,3 миллиона миль, что составляет около 6% расстояния между Землёй и Солнцем. Это означает, что TOI-1408 b совершает один оборот всего за 4,4 земных дня.

Компаньон, TOI-1408 c, находится всего в 3,3 миллионах миль от своей звезды, это означает, что планета совершает оборот вокруг звезды за 2,2 земных дня. Однако эта недавно обнаруженная планета не является горячим юпитером. Она примерно в два раза больше Земли, а её масса в восемь раз превышает массу. TOI-1408 c классифицируется как «суперземля» или «субнептун». В отличие от TOI-1408 b, который в основном состоит из газа, TOI-1408 c, вероятно, состоит из смеси газа и камня.

Визуализация системы TOI-1408. Источник: NASA / Robert Lea

Оба объекта — TOI-1408 b и TOI-1408 c — находятся очень близко к своей родительской звезде по сравнению с планетами нашей солнечной системы. 

Хотя само по себе открытие экзопланеты в системе TOI-1408, расположенной ближе к своей звезде, чем TOI-1408 b, удивило учёных, обнаружение газового гиганта с нестабильной орбитой было ещё более необычным, поскольку это несвойственно таким массивным планетам. 

Это открытие бросает вызов некоторым предположениям о том, как формируются планетные системы, поскольку обычно астрономы не находят меньшие планеты с меньшей массой внутри орбиты горячего Юпитера.

Однако, ещё кое-что, что делает эту систему необычной: меньшая TOI-1408c тянет за собой своего горячего партнёра, а вся система, при этом, похоже, имеет стабильную конфигурацию, которая позволяет этим двум планетам сосуществовать на близких орбитах.

Динамика системы, вероятно осталась такой в результате истории её формирования. Орбиты планет имеют близкое к соотношению периодов 2:1, то есть за каждые два оборота вокруг звезды TOI-1408c, TOI-1408b совершает один оборот вокруг звезды. Это может обеспечивать стабильность их орбит, несмотря на их близость друг к другу и к звезде.

Учёные обнаружили TOI-1408 c, тщательно проанализировав кривые блеска TESS на предмет признаков ещё одной планеты. Обнаружив транзитный сигнал, который мог исходить от меньшей планеты с более коротким орбитальным периодом, чем у известной планеты, для дальнейшей характеристики природы кандидата в малые планеты команда использовала фотодинамическое моделирование, которое объединяет как транзитные кривые блеска, так и данные о лучевой скорости для учёта сложных взаимодействий между планетами.

Команда ещё не закончила исследование системы TOI-1408, —имеются косвенные свидетельства того, что система может иметь по крайней мере три планеты. Однако, если в системе есть другие планеты, то они вряд ли находятся в пределах орбиты TOI-1408 c, так как это бы нарушило стабильность орбит уже известных экзопланет.