вращающихся вокруг своей звезды в резонансе (Thibaut Roger/NCCR PlanetS)
Исследование, проведённое астрономом Рафаэлем Луке из Университета Чикаго, может рассказать нам о том, как формируются планеты.
Учёные обнаружили редкое зрелище в соседней звёздной системе – шесть планет, вращающихся вокруг центральной звезды в удивительном ритме. Планеты движутся в орбитальном вальсе, который повторяется настолько точно, что на него можно легко наложить музыку.
Являясь редким случаем «синхронного» гравитационного замыкания, эта система могла бы дать глубокое представление о формировании и эволюции планет.
Анализ, проведённый учёным из Чикаго Рафаэлем Луке, был опубликован 29 ноября в журнале Nature.
«Это открытие станет эталонной системой для изучения того, как суб-Нептуны, наиболее распространённый тип планет за пределами Солнечной системы, формируются, эволюционируют, из чего они состоят и обладают ли они подходящими условиями для поддержания существования жидкой воды на их поверхности.»
— Рафаэль Луке
На этой анимации показаны шесть экзопланет типа «суб-Нептун», ритмично вращающихся вокруг своей звезды, когда каждая планета проходит линию, проведённую через систему. Эта линия – место пересечения планет перед своей звездой («транзит») с точки зрения Земли. В этих ритмах, известных как «резонанс», самая внутренняя планета совершает три оборота на каждые два оборота следующей планеты. Среди самых отдалённых планет схема (паттерн) из четырех орбит на каждые три следующей планеты повторяется дважды. Анимация: доктор Хью Осборн, Бернский университет.
Редкий резонанс
Шесть планет вращаются вокруг звезды HD110067, которая находится на расстоянии около 100 световых лет от нас в северном созвездии Волосы Вероники (Coma Berenices).
В 2020 году TESS НАСА обнаружил снижение яркости звезды, что указывало на то, что планеты проходили перед поверхностью звезды. Объединив данные TESS и CHEOPS Европейского космического агентства, группа исследователей проанализировала данные и обнаружила первую в своём роде конфигурацию.
Хотя в нашей галактике распространены многопланетные системы, системы, находящиеся в гравитационном резонансе, наблюдаются очень редко. В этом случае ближайшие к звезде планеты совершает три оборота на каждые два следующей планеты — это называется резонансом 3/2. Этому правилу подчиняются первые четыре планеты. А пятая делает четыре оборота на каждые три шестой (резонанс 4/3).
«Она показывает нам редкую конфигурацию планетарной системы, которая сохранилась нетронутой».
— Рафаэль Луке
Эти резонансные орбиты надёжны: планеты, вероятно, исполняют один и тот же ритмичный танец с тех пор, как система сформировалась миллиарды лет назад.
История формирования
Орбитально-резонансные системы чрезвычайно важны для поиска, поскольку они рассказывают астрономам о формировании и последующей эволюции планетной системы. Планеты вокруг звёзд, как правило, формируются в резонансе, но могут быть легко возмущены. Например, очень массивная планета, близкое столкновение с проходящей звездой или событие гигантского столкновения – всё это может нарушить тщательный баланс. В результате многие из известных астрономам многопланетных систем не находятся в резонансе, но выглядят достаточно близкими, чтобы когда-то они могли быть резонансными. Однако многопланетные системы, сохраняющие свой резонанс, чрезвычайно редки.
«Мы думаем, что только около одного процента всех систем остаются в резонансе, и ещё меньше показывают цепочку планет в такой конфигурации», — сказал руководитель исследования Рафаэль Луке. Вот почему система HD110067 является особенной и требует дальнейшего изучения: «Она показывает нам первозданную конфигурацию планетной системы, которая сохранилась нетронутой.»
Для дальнейшего уточнения картины формирования системы потребуются более точные измерения масс и орбит этих планет.
Источники: