Астрономи припускають, що в Сонячній системі є власна «проблема трьох тіл». На задвірках нашої зоряної системи у поясі Койпера є транснептуновий об’єкт 148780 Альчера, що вважався бінарним впродовж 18 років. У межах нового дослідження вчені дійшли висновку, що насправді ця система може складатися з трьох окремих тіл, що обертаються одне проти одного у складній тріаді.
Пояс Койпера – це таємнича область Сонячної система за орбітою Нептуна, що складається переважно з малих тіл, які залишилися після формування основних об’єктів зоряної системи. У 2001 році астрономи відкрили в поясі доволі велике тіло, що отримало позначку 2001 UQ18. Згодом його було перейменовано на 148780 Альчера на честь бога неба в міфології північно-австралійських аборигенів. У 2007 році вчені роздивилися його супутника, що обертався проти нього на відстані 5,8-7,6 тис км, після чого об’єкт стали ідентифікувати як бінарну систему.
Втім, у новому дослідженні, опублікованому 4 березня в журналі The Planetary Science Journal, астрономи розглянули сценарій, за яким первинне тіло системи насправді є парою двох менших об’єктів з дуже близькими орбітами. Отже, 148780 Альчера може виявитися тріадною. Дослідники проаналізували обсяг даних, що охоплює 17 років спостережень за системою космічним телескопом Hubble, зібраних командою Обсерваторії Кека. Вчені виявили незначні зміни траєкторії зовнішнього тіла системи, які могли б проявитися, якщо на нього впливала гравітація не одного, а одразу двох сусідів. Саме таке пояснення цих змін виявилося найбільш ймовірним після аналізу численних моделювань системи у різноманітних сценаріях.
На жаль, ця система знаходиться занадто далеко від Землі, аби отримати візуальне підтвердження розділення внутрішнього тіла на два об’єкти. До того ж дослідники не виключають, що це тіло може бути контактно-подвійним. Такий сценарій передбачає наявність двох об’єктів, що торкаються один одного та діють як єдине ціле. Ба більше, цілком можливо, що в серці 148780 Альчера знаходиться довгастий або плаский об’єкт, що нагадує за формою сигару або млинець. Протягом наступних 10 років ця система переживатиме сезон затемнень, коли зовнішнє тіло буде часто проходити поміж Сонцем та внутрішнім тілом. Це явище надасть дослідникам чудову можливість для більш детального спостереження його орбітальної траєкторії. До подальшого дослідження планують залучити і телескоп James Webb, який забезпечить вчених новими якісними зображеннями системи.
Проблема трьох тіл
Коли три об’єкти схожої маси обертаються один проти одного, обчислення їхніх траєкторій стає надскладним завданням. Так, навіть незначна зміна постійної траєкторії лише одного з тіл може призвести до порушення балансу всієї системи. Передбачення руху трьох гравітаційно зв’язаних тіл – це головоломка, що протягом століть залишається серйозним викликом для дослідників. Настільки серйозним та захоплюючим, що ця проблема трьох тіл стала натхненням для популярного роману китайського письменника-фантаста Лю Цисіня в жанрі наукової фантастики та серіалу за його мотивами.
Раніше потрійні системи вже знаходили в різних куточках Всесвіту. Найяскравішими прикладами таких систем є зіркова тріада – наші зоряні сусіди Альфа Центавра – або два «Татуїни» – екзопланети з двома сонцями в сузір’ях Лебедя та Живописця. Ці системи надають декілька варіантів рішення проблеми трьох тіл своїм існуванням, але в математичному плані ця задача часто вважається нерозв’язаною або навіть такою, що не має однозначної відповіді, через брак розуміння конкретних механізмів синхронізації потрійних космічних систем. Якщо вчені зможуть підтвердити, що 148780 Альчера є тріадою, то вона стане вже другою такою системою в поясі Койпера. Першою є (47171) Лемпо, що спершу теж вважалася бінарною: вона має практично ідентичну конфігурацію до тої, яку, за припущеннями дослідників, може мати Альчера. У транснептуновому просторі налічується приблизно 40 бінарних систем, але, на думку, астрономів, деякі з них насправді можуть бути потрійними.