Българин в екипа на откритие, оспорващо преобладаващите астрономически теории

В откритие, което оспорва преобладаващите астрономически теории, изследователи потвърдиха съществуването на ретроградна планета, обикаляща в тясна двойна звездна система, където един от спътниците вече е идентифициран като бяло джудже. Тази система, известна като ν Octantis (ню от Октант), е в центъра на научния дебат повече от десетилетие поради необичайната си конфигурация и очевидната стабилност на планета в орбита, дълго време смятана за теоретично несъстоятелна. Потвърждението за съществуването на тази планета не само променя разбирането ни за формирането на планетите в двойни среди, но и предлага задълбочени прозрения за ролята на звездната еволюция във формирането на планетарните архитектури.

И в това революционно откритие един от водещите автори на научна статия, публикувана в списание Nature, е българин - д-р Трифон Трифонов, ръководител на българската група за търсене на екзопланети към проекта „EXO-RESTART” към катедра „Астрономия“ към Физическия факултет на СУ „Св. Кл. Охридски“.

Двойните звездни системи – космически дует, където две звезди обикалят една около друга – са често срещани в нашата галактика, но традиционно се смята, че техните тясно свързани гравитационни взаимодействия възпрепятстват образуването на планети. В такива системи се очаква околозвездните или S-тип планети да се сблъскат със значителни затруднения. Гравитацията на звездата-спътник отрязва протопланетарния диск, обграждащ първичната звезда, ограничавайки материала, наличен за образуване на планети, до тясна област. Това отрязване нарушава процесите на акреция, където прахът и планетезималите се сблъскват и обединяват, за да образуват по-големи тела, което прави образуването на стабилни, дългоживеещи планети изключително трудно.

ν Octantis се откроява, защото звездните ѝ компоненти обикалят една около друга на средно разстояние от само 2,6 астрономически единици (1 AU - астрономическа единица, дефинирана като средното разстояние на Земята от Слънцето), което е изключително тясна двойна конфигурация. Ранните наблюдения предполагат наличието на планета в забележително широка околоземна орбита, разположена несигурно между двете звезди. Теоретичните модели на динамиката на диска и планетезималните взаимодействия обаче предсказват силна нестабилност и бързо нарушаване на всяка планетарна орбита в такава обстановка. Това противоречие между теоретичните очаквания и наблюдателните намеци подхранва скептицизма и пречи на прецизните изследвания в астрофизическата общност.

Напредъкът в техниките за измерване на радиалната скорост и адаптивната оптика за изображения вече наклони везните в полза на съществуването на планетата. Новите данни консолидират по-ранни сигнали, разкривайки стабилни орбитални съвпадения, които съответстват на ретроградно движение - което означава, че планетата обикаля около своята звезда в обратна посока на взаимната орбита на звездите. Ретроградните орбити в тесни двойни системи дълго време се смятаха за невероятни поради сериозните динамични смущения, но сложните анализи потвърждават не само стабилността на тази орбита, но и почти цялата ѝ компланарност с двойната равнина. Тази фина геометрична подредба може да е ключът към оцеляването на планетата в такава динамично враждебна среда.

Местоположение на ν Octantis в съзвездието Октант (оградено с кръг). Кредит: Wikimedia Commons

Освен това, звездата-спътник в системата ν Octantis е идентифицирана чрез адаптивна оптика като бяло джудже, плътен остатък от звезда, която е изчерпала ядреното си гориво. Това откритие добавя ново измерение към историята на системата. Моделирането на първичните двойни системи показва, че първоначалното звездно разстояние е било дори по-малко - приблизително 1,3 AU - припокривайки настоящата планетарна орбита. Такива условия правят образуването на планетата in situ (на място) изключително малко вероятно, тъй като ранният протопланетен диск би бил силно скъсен или разрушен.

Наличието на ретроградна планета в тази система предполага по-сложен еволюционен сценарий, вероятно включващ планетарна миграция или циркумбинарен произход. Планетата може да се е образувала от циркумбинарен диск – материал, обикалящ около двете звезди, а не само около една – който след това се е установил в наблюдаваната ретроградна орбита след динамични взаимодействия. Алтернативно, планетата може да се е образувала в диск от второ поколение около първичната звезда, съставен от обогатения материал, изхвърлен по време на късните еволюционни етапи на предшественика на бялото джудже. Този сценарий на планетарен генезис подчертава взаимодействието между еволюцията на двойната звезда и формирането на планетите, подчертавайки пътища, някога смятани за екзотични или екстремни.

Циркумбинарен диск около AK Scorpii, млада система в съзвездието Скорпион. Кредит ALMA/Wikimedia Commons

Последиците от това откритие обхващат множество области на астрофизиката. То представлява емпирично предизвикателство към дългогодишните предположения за жизнеспособността на планетите в тесни двойни системи и отваря пътища за по-нататъшно теоретично усъвършенстване. Констатациите също така повдигат въпроси относно потенциалното разнообразие от архитектури на планетарните системи в нашата галактика, което предполага, че планетите може да са по-устойчиви и адаптивни, отколкото допускат конвенционалните модели. Идентифицирането на ретроградна планета, стабилизирана от специфичната си орбитална геометрия, подсказва за по-широк спектър от възможни планетарни конфигурации.

Освен подобряването на разбирането ни за планетарната динамика, резултатите подчертават полезността на най-съвременните методи за наблюдение. Чрез комбиниране на техники за радиална скорост, чувствителни към гравитационното привличане на планетата, и изображения с адаптивна оптика с висока резолюция, способни да разрешат естеството на звездата-спътник, астрономите получават последователен и убедителен сценарий за архитектурата на системата. Тези методологии, прилагани последователно, обещават да разкрият други необичайни или преходни планетарни системи, които се изплъзват на откриването чрез конвенционални изследвания.

Системата ν Octantis по този начин представлява естествена лаборатория за изследване на взаимодействията между звездната еволюция, гравитационната динамика на двойните звезди и механизмите за формиране на планети. Нейното изследване допринася за ограничаване на моделите на отрязване на диска и акреция в двойните звезди, подчертавайки значението на приливните резонанси и границите на динамична стабилност. Разбирането как такава планета поддържа орбитата си между две звезди, разделени само от няколко астрономически единици, предизвиква астрономите да преосмислят праговете за оцеляване на планетите, наложени от двойните системи.

Освен това, стабилността на ретроградната орбита би могла да повлияе на по-широки процеси, включващи миграция на планетите, като например взаимодействията с циркумбинарния материал. Тези динамични механизми периодично променят наклона и ексцентричността на орбитата, потенциално обръщайки орбиталната посока на планетата. Устойчивостта на тази ретроградна орбита предполага деликатно, но стабилно балансиращо взаимодействие между гравитационните смущения и стабилизиращите сили, което налага подробно числено и аналитично моделиране.

Освен научната си новост, откритието пленява въображението, като разкрива планета, процъфтяваща в това, което би трябвало да е враждебен "небесен квартал". То намеква, че светове с нестандартни орбитални пътища може да са по-често срещани, отколкото се смяташе досега, скрити в сложния танц на тесни двойни звезди и звездни останки. Това предизвиква астрономите да преразгледат стратегиите за изследване и теоретичните парадигми, за да се съобразят с космическите тънкости, разкрити от ν Octantis.

В обобщение, идентифицирането на ретроградна планета, обикаляща около един член на тясна двойна двойка, съдържаща бяло джудже, представлява важен етап в екзопланетарната наука. То предоставя конкретни доказателства за оцеляването и еволюцията на планетите при екстремни условия, формирани от двойната еволюция и звездната трансформация. С натрупването на наблюдателни данни и узряването на теоретичните рамки, системата ν Octantis ще остане фокусна точка, свързваща звездната астрофизика и планетологията, вдъхновявайки по-нататъшни изследвания на разнообразните морфологии на планетарните системи в пространството и времето.

Художествена илюстрация на двойната звездна система Ню от Октант (ν Octantis). Планетата ν Oct Ab и бялото джудже ν Oct B са в орбита около звездата ν Oct A. Илюстрацията е създадена с помощта на ChatGPT-4.0 и е модифицирана допълнително от д-р Трифон Трифонов със софтуера GNU Image Manipulation Program.

Д-р Трифон Трифонов от Центъра за астрономия към Университета в Хайделберг, Германия, и Физическия факултет на Софийския университет „Св. Климент Охридски“ подчертава значението на откритието.

„Може да сме свидетели на първия убедителен случай на планета от второ поколение: или прихваната, или пък образувана от материя, изхвърлена от звездата ν Oct B, загубила повече от 75% от първоначалната си маса, за да се превърне в бяло джудже“, споделя д-р Трифон Трифонов.

Работата на д-р Трифон Трифонов е подкрепена от ръководения от него проект EXOplanetary dynamics and stability: Reverse Engineering of STable multiplanetary ARchitecTures (EXO-RESTART), финансиран чрез договор КП-06-ДВ/5 от 15.12.2021 г. с Фонд „Научни изследвания“ (ФНИ) по Национална научна програма (ННП) „Върхови изследвания и хора за развитие на европейската наука“ 2021 (ВИХРЕН-2021).

Повече за проекта EXO-RESTART можете да откриете тук https://exo-restart.com/ 

Справка: Cheng, H.W., Trifonov, T., Lee, M.H. et al. A retrograde planet in a tight binary star system with a white dwarf. Nature 641, 866–870 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09006-x 

Източници: 

Пресинформация: Българско участие в откритието на нова ретроградна планета в система от две звезди, Vladimir Bozhilov 

Retrograde Planet Spotted in Tight Binary, Bioengineer 

Още по темата

13/01/2025

Космос

Екип с българско участие откри една от най-интересните планетни системи до момента

11/08/2021

Космос

Ново голямо научно откритие с български принос

04/03/2021

Космос

Българин откри нова близка екзопланета със скалиста повърхност (видео)

31/07/2019

Космос

От днес Меркурий не е ретрограден, но всеки понякога някъде е ретрограден (видео)