Ученые обнаружили редкую систему из шести планет, которые движутся в удивительной гармонии

Астроном Рафаэль Луке из Университета Чикаго представил результаты своего исследования, которое бросает свет на процессы формирования планет. Ученые обнаружили уникальное явление в близлежащей звездной системе: шесть планет, исполняющих удивительный танец вокруг центральной звезды. Их орбитальный вальс так точен, что кажется, будто можно добавить музыку к их движению.

Эта система представляет собой редкий случай "синхронного" гравитационного замыкания, открывая перед учеными уникальную возможность глубокого понимания эволюции и формирования планет. Результаты анализа, проведенного Рафаэлем Луке из Чикаго, опубликованы в журнале Nature 29 ноября.

"Это открытие станет образцовой системой для изучения процессов формирования и эволюции суб-Нептунов, самого распространенного типа планет за пределами нашей Солнечной системы. Мы сможем лучше понять, из чего они состоят, и обладают ли они условиями для наличия жидкой воды на их поверхности", - отметил Рафаэль Луке.

На анимации демонстрируется танец шести экзопланет типа "суб-Нептун" вокруг своей звезды. Каждая планета пересекает линию, проведенную через систему, представляя собой "транзит" с точки зрения Земли. В этом хореографическом резонансе самая внутренняя планета совершает три оборота на каждые два оборота следующей планеты. Удаленные планеты повторяют паттерн из четырех орбит на каждые три оборота следующей планеты. Анимацию разработал доктор Хью Осборн из Бернского университета.

Редкий резонанс

Шесть планет вращаются вокруг звезды HD110067, которая расположена примерно в 100 световых годах от нас в созвездии Волосы Вероники (Coma Berenices).

В 2020 году NASA TESS заметила уменьшение светимости звезды, что свидетельствовало о том, что планеты проходили перед её поверхностью. Путем объединения данных от TESS и CHEOPS Европейского космического агентства, группа исследователей проанализировала информацию и обнаружила уникальную конфигурацию.

Хотя в нашей галактике многопланетные системы довольно обыденны, системы в гравитационном резонансе встречаются крайне редко. В данном случае ближайшие к звезде планеты совершают три оборота за каждые два оборота следующей планеты, что называется резонансом 3/2. Этому правилу подчиняются первые четыре планеты. Пятая совершает четыре оборота за каждые три оборота шестой (резонанс 4/3).

"Эта система демонстрирует нам уникальную конфигурацию планетарной системы, которая сохранилась неизменной", - отметил Рафаэль Луке.

Эти резонансные орбиты крайне стабильны: вероятно, планеты исполняют один и тот же ритмичный танец с тех пор, как система формировалась миллиарды лет назад.

История формирования

Орбитально-резонансные системы играют чрезвычайно важную роль в астрономических исследованиях, поскольку они предоставляют ученым уникальную возможность узнать о процессах формирования и последующей эволюции планетарных систем. Обычно планеты вокруг звезд формируются в состоянии резонанса, но их баланс легко может быть нарушен, например, в результате воздействия массивной планеты, близкого столкновения с проходящей звездой или гигантского столкновения. Вследствие этого многие из известных астрономам многопланетных систем не находятся в резонансе, но выглядят достаточно близкими к этому состоянию, что указывает на возможность их резонансности в прошлом или будущем. Однако системы с сохраненным резонансом являются чрезвычайно редкими.

"Мы считаем, что всего лишь около одного процента всех систем сохраняют резонанс, и еще меньше демонстрируют цепочку планет в подобной конфигурации", - отметил руководитель исследования Рафаэль Луке. Поэтому система HD110067 считается уникальной и требует дальнейшего изучения: "Она предоставляет нам первозданное представление о конфигурации планетной системы, которая сохранилась нетронутой." Для более точного выяснения процессов формирования этой системы потребуются дополнительные измерения масс и орбит планет.