2017-ben egy csillagászcsoport tagjai arról számoltak be, hogy a TW Hydrae vörös törpecsillagot körülvevő hatalmas gáz- és porkorongon egy árnyékot észleltek. Az árnyék nem egy bolygóhoz köthető, hanem azt egy, a sokkal nagyobb külső koronghoz képest kissé ferde pozíciójú belső korong veti a külsőre. A belső korong pozíciójára az egyik magyarázat, hogy egy láthatatlan bolygó gravitációja irányítja ezen a részen a port és a gázt megdöntött pályára. Most azonban egy második árnyék is felbukkant: ezt a NASA/ESA Hubble Űrteleszkópjának MAST archívumában tárolt megfigyelések elemzése során vették észre a szakértők. És az új árnyékra ismét egy más pozíciójú, még beljebb található korong tűnik a legjobb magyarázatnak. A szakértők szerint mindkét korong egy-egy formálódó bolygóhoz köthető.

A TW Hydrae még nem egészen 10 millió éves, és nagyjából 200 fényévre van tőlünk. A Naprendszerünk fiatal korában, mintegy 4,6 milliárd évvel ezelőtt nagyon hasonlíthatott a TW Hydrae rendszeréhez. És mivel a rendszerre a Földről majdnem pontosan felülről látunk rá, az optimális célpontot jelent a bolygóképződés tanulmányozásához.

A második árnyékot a 2021. június 6-án végzett megfigyelések adataiban fedezték fel, egy többéves program keretében, amelynek célja a hasonló protoplanetáris korongok árnyékainak követése. John Debes, az Európai Űrügynökség (AURA/STScI) munkatársa ennek során összehasonlította a TW Hydrae korongjáról végzett legfrissebb megfigyeléseket a Hubble néhány évvel ezelőtti adataival.

„Úgy találtuk, hogy az árnyékok egészen másként festenek” – mondja Debes, aki társaival a The Astrophysical Journal című folyóiratban megjelent tanulmányban számolt be az eredményekről. „Amikor először láttam az adatokat, azt hittem, hogy valami nem stimmelt a megfigyeléssel, mert egyáltalán nem erre számítottam. Minden munkatársammal együtt döbbenten álltunk, és néztük, hogy mi folyik itt? <...> eltartott egy darabig, mire rájöttünk a magyarázatra.”

Rebecca Nealon, a Warwicki Egyetem kutatója, a csapata tagja kulcsszerepet játszott az árnyjátékra magyarázatot kínáló modell kidolgozásában. A legjobb megoldás megtalálásához számtalan verziót kellett lefuttatniuk, mire sikerült reprodukálni a Hubble által látottakat. A végső modell, ahogy már említettük, két, a rendszer fő síkjához képest megdöntött korongot is tartalmaz, amelyek annyira közel vannak egymáshoz, hogy csak bizonyos pozíciókban válnak szét a megfigyelő eszközök számára. Debes elmondása szerint hasonlót még sosem észleltek protoplanetáris korong kapcsán, és mindez azt sugallja, hogy ezek a rendszerek sokkal összetettebbek lehetnek a vártnál.

A korongok pozíciójáért két formálódó bolygó lehet a felelős, amelyek szintén ferde pályákon keringenek. A bolygók eltérő keringési sebessége miatt a belső korongok időnként egy síkba kerülnek, máskor kibillenek egymáshoz képest. A megfigyelések alapján úgy tűnik, hogy a két bolygó elég közel lehet egymáshoz, mivel ha távolabb helyezkednének el, a korongok síkjaiban jelentkező eltérések sokkal nagyobbak lennének.

A bolygójelöltek nagyjából olyan messze lehetnek csillaguktól, mint a Jupiter a Naptól, és az árnyékok nagyjából 15 évente tesznek meg egy kört a csillag körül, ami összhangban van az ilyen távolságban jellemző keringési időkkel. A két belső korong dőlése körülbelül öt-hét fok a külső korong síkjához képest, vagyis az eltérés nem jelentős, ebben a fázisban mégis látványos – és ami még érdekesebb, nagyon hasonló a Naprendszerünkön belüli pályasíkok eltéréseihez.

A külső korong, amelyre az árnyékok vetülnek, a Naprendszer Kuiper-övének kiterjedését többszörösen meghaladó távolságig nyúlik ki. Ebben a nagyobb korongban a Pluto távolságában egy rés is megfigyelhető, amely bizonyíték lehet egy harmadik bolygó létezésére a rendszerben.

A belső bolygók közvetlen észlelésére nem sok esély van, hiszen azok elvesznek a csillag fényében, a rendszerben lévő por pedig még homályosabbá teszi a képet. Az ESA Gaia űrobszervatóriuma talán képes lehet kimutatni a csillag imbolygását, ha a Jupiterhez hasonló tömegű bolygók „rángatják” azt, de ez a hosszú keringési idők miatt sok évig tartó munkát igényelhet. És a szakértők persze sokat várnak a James Webbtől is, amely újabb adatokat gyűjthet a rendszerről.