Ученые обнаружили шесть идеально синхронизированных инопланетных миров

Планетная система, расположенная недалеко от Солнечной системы, имеет шесть миров, вращающихся вокруг своей звезды в прекрасной, совершенной гармонии.

Каждая из шести экзопланет, вращающихся вокруг яркой звезды HD 110067, вращается по орбите в ногу с орбитой соседних экзопланет, что приводит к редкому явлению, известному как цепочка резонансов. Это говорит о том, что система существовала относительно спокойно с момента своего образования более миллиарда лет назад и является исключительной скрытой жемчужиной Млечного Пути.

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

Орбитальные резонансы не являются чем-то необычным или 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 его можно выразить как соотношение.

Например, Плутон и Нептун находятся в резонансе друг с другом: Плутон совершает 2 оборота вокруг Солнца за каждые 3 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 нечто действительно особенное.

Открытие было сделано на орбите оранжевого карлика, находящегося примерно в 100 световых годах от нас в северном созвездии Комы Беренис. Там телескоп НАСА для охоты за экзопланетами TESS в 2020 году заметил признаки двух вращающихся вокруг планет. Судя по всему, период обращения одной из них составлял 5,642 дня, но период обращения другой оставался неизвестным.

Когда два года спустя TESS повторно посетил систему, данные оставались 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. На самом деле им удалось разрешить три – и те, как они обнаружили, находились в резонансной цепочке.

Остальные после этого встали на свои места.

«Хеопс дал нам этот резонансный конфигурация, которая позволила нам предсказать все остальные периоды», — говорит Люке. «Без этого обнаружения с 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 мира.

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

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

Нарушить резонанс очень легко. 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.

«Текущая деликатная конфигурация планетарных орбит в HD 110067 исключает любые насильственные события, превышающие миллиард. История системы составляет около года, что делает ее редким «ископаемым» для изучения механизмов миграции и свойств ее протопланетного диска в первозданной среде», — пишут исследователи в своей статье.

«Комбинация хозяина Яркость -звезды и предполагаемое наличие протяженных атмосфер у большинства ее планет делают HD 110067 наиболее благоприятной многопланетной субнептуновой системой, которую можно наблюдать в трансмиссионной спектроскопии с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. HD 110067 дает возможность лучше понять природу планет субнептуна и где, как и при каких условиях формируются и выживают резонансные цепочки».

Исследование опубликовано в журнале Nature.