Ученые обнаружили шесть идеально синхронизированных инопланетных миров

Каждая из шести экзопланет, вращающихся вокруг яркой звезды HD 110067, движется синхронно с соседними экзопланетами, что приводит к редкому явлению, известному как цепочка резонансов. Это говорит о том, что система существовала относительно нетронутой с момента своего образования более миллиарда лет назад и является исключительной скрытой жемчужиной Млечного Пути.

«Мы считаем, что только около одного процента всех систем остается в резонансе», — говорит астрофизик Рафаэль Луке из Чикагского университета. «Он показывает нам первозданную конфигурацию планетарной системы, которая сохранилась нетронутой».

Орбитальные резонансы не являются чем-то необычным и неожиданным. Они возникают, когда два тела, вращающиеся вокруг третьего тела, оказывают друг на друга гравитационное влияние таким образом, что периоды их обращения совпадают. Не совсем 1:1 – это кажется очень необычным – но это можно выразить как соотношение.

Например, Плутон и Нептун находятся в резонансе друг с другом: Плутон совершает 2 оборота вокруг Солнца на каждые 3 оборота Нептуна; это резонанс 2:3. А некоторые спутники Юпитера находятся в резонансной цепочке. На каждую одну орбиту Ганимеда Европа совершает 2 оборота, а Ио — 4, что соответствует цепочке 1:2:4, также известной как резонанс Лапласа.

Но шесть экзопланетных тел в резонансной цепочке? Это что-то действительно особенное.

Открытие было сделано на орбите оранжевого карлика на расстоянии около 100 световых лет в северном созвездии Комы Вероники. Там телескоп НАСА для охоты за экзопланетами TESS обнаружил признаки двух вращающихся вокруг планет в 2020 году. Судя по всему, период обращения одной из них составлял 5,642 дня, но период обращения другой оставался неизвестным.

Когда два года спустя TESS вновь обратилась к системе, данные остались запутанными. Поэтому Луке и его коллеги использовали космический телескоп Европейского космического агентства «Хеопс», изучающий экзопланеты, чтобы рассмотреть ее поближе. Они поняли, что ранее полученный орбитальный период был неправильным и что данные показали наличие более чем двух экзопланет. Фактически, им удалось решить три проблемы, и они, как они обнаружили, находились в резонансной цепочке.

После этого все остальное встало на свои места.

«Хеопс дал нам эту резонансную конфигурацию, которая позволила нам предсказать все остальные периоды», — говорит Луке. «Без обнаружения Хеопса это было бы невозможно».

Всего существует шесть экзопланет, радиус которых от 1,94 до 2,85 раз превышает радиус Земли, категория миров, известная как мини-Нептуны. Их орбитальные периоды, начиная с самых внутренних, составляют 9,11 дней, 13,67 дней, 20,52 дней, 30,79 дней, 41,06 дней и 54,77 дней. Это означает, что пары экзопланет находятся в резонансах 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 и 4:3; самый внутренний мир в системе HD 110067 совершает шесть витков на каждую орбиту самого внешнего.

Это делает систему лишь третьей известной с шестью экзопланетами в цепочке резонанса.

Считается, что звезда образовалась более миллиарда лет назад; то, что ее планеты находятся в такой прекрасной гармонии, позволяет предположить, что мир не потревожили такие влияния, как миграция планет, гигантский удар или даже пролетающая звезда. Например, считается, что некоторые планеты Солнечной системы мигрировали в прошлом.

Резонанс действительно легко нарушить. Астрономы определили ряд систем, орбитальные периоды которых близки к резонансу, но настоящие резонансные цепочки немногочисленны и редки. Таким образом, система HD 110067 является редким сокровищем и представляет собой прекрасную возможность узнать больше об этом удивительном явлении.

«Нынешняя деликатная конфигурация планетарных орбит HD 110067 исключает любые насильственные события за миллиард лет истории системы, что делает ее редким «ископаемым» для изучения механизмов миграции и свойств ее протопланетного диска в первозданной среде», - пишут исследователи в своей статье. «Сочетание яркости родительской звезды и предполагаемого наличия расширенных атмосфер у большинства ее планет делает HD 110067 наиболее благоприятной многопланетной субнептуновой системой, которую можно наблюдать в трансмиссионной спектроскопии с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. HD 110067 дает шанс получить представление о природе субнептуновых планет и о том, где, как и при каких условиях формируются и выживают резонансные цепи».

ScienceAlert

Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках»