Šesť cudzích planét bolo nájdených uzavretých vo vzácnom, komplexnom orbitálnom tanci

Umelecký dojem zo systému TOI-178. (ESO/L.Calçada/spaceengine.org)

Planetárny systém vzdialený 200 svetelných rokov bol nájdený uzavretý vo vzácnom orbitálnom tanci. Zo šiestich exoplanét obiehajúcich okolo hviezdy s názvom TOI-178 päť najvzdialenejších sleduje rytmické orbitálne periódy, pričom každá je spojená s planétami na oboch stranách.

Takýto tanec sa nazýva reťaz rezonancie a je to len zriedka. Môže však prezradiť niečo o tom, ako vznikajú planetárne systémy.

Orbitálne rezonancie nie sú nezvyčajné. V podstate znamenajú, že obežné doby dvoch telies možno opísať ako pomer.



Niekoľko príkladov možno nájsť v Slnečnej sústave. Je tu Pluto a Neptún – na každé dva obehy Pluta okolo Slnka obehne Neptún trikrát; to je rezonancia 2:3. A tri mesiace Jupiter sú v rezonančnom reťazci. Pri každom jednom obehu Ganymedu obehne Európa dvakrát a Io štyrikrát; to je rezonancia 1:2:4.

Ale päť vonkajších exoplanét systému TOI-178 má jeden z najkomplexnejších rezonančných reťazcov, aké sme kedy videli – 3:4:6:9:18 (kde najvnútornejšia exoplanéta v reťazci dokončí 18 obehov na každé tri obehy najvzdialenejšieho ).

Táto zložitosť je podľa tímu výskumníkov vedených Adrienom Leleuom z Université de Genève a Univerzity v Berne vo Švajčiarsku kľúčom k 7-miliárdročnej histórii systému.

'Obežné dráhy v tomto systéme sú veľmi dobre usporiadané, čo nám hovorí, že tento systém sa od svojho zrodu vyvíjal pomerne jemne,' povedal astronóm Yann Alibert univerzity v Berne.

Systém TOI-178 nie je jediný so zložitým reťazcom rezonancie. Minulý rok astronómovia oznámili objav systému šiestich exoplanét,systém HD 158259, v takmer dokonalom rezonančnom reťazci, pričom každý pár planét má blízko k rezonancii 2:3.

The Systém Kepler-80 má päť exoplanét v rezonančnom reťazci 4:6:9:12:18. A slávneSystém TRAPPIST-1má sedem exoplanét rezonančný reťazec z 2:3:4:6:9:15:24.

Systém TOI-178 je však iný. Pretože usporiadanie exoplanét v systéme je zmätený neporiadok, ktorý, zdá sa, nedáva zmysel.

Napríklad tu v slnečnej sústave sú všetky planéty úhľadne zoskupené, s hustejšími skalnatými svetmi vo vnútri, nadýchanými plynovými obrami v strede a ľadovými obrami na vonkajšej strane. A HD 158259 má jedna skalnatá super-Zem zvnútra a päť vonkajších exoplanét sú mini Neptúny. Exoplanéty TRAPPIST-1 sú všetky podobné veľkosti a hustoty .

Porovnajte a porovnajte s TOI-178:

'Zdá sa, že existuje planéta hustá ako Zem hneď vedľa veľmi našuchorenej planéty s polovičnou hustotou Neptúna, za ktorou nasleduje planéta s hustotou Neptúna.' vysvetlil astronóm Nathan Hara z Université de Genève. 'Nie je to to, na čo sme zvyknutí.'

Navyše to vôbec nie je v rozpore s naším chápaním rezonančných systémov alebo s naším chápaním toho, ako sa formujú planetárne systémy.

'Nie je to to, čo sme očakávali, a je to prvýkrát, čo pozorujeme takéto nastavenie v planetárnom systéme,' povedal Leleu . 'V niekoľkých systémoch, o ktorých vieme, kde planéty obiehajú v tomto rezonančnom rytme, hustota planét postupne klesá, keď sa vzďaľujeme od hviezdy, a to je tiež to, čo očakávame od teórie.'

Nie je jasné, čo presne to dáva, ale objav určite poukazuje na medzeru v našich vedomostiach. Harmonické obežné dráhy naznačujú, že systém nebol od sformovania výrazne narušený, pretože exoplanéty mali čas usadiť sa v silnej rezonancii, keď na seba navzájom vyvíjali kumulatívny gravitačný účinok.

Takáto zložitosť je chúlostivá; akýkoľvek rušivý vplyv na systém by mohol ľahko spôsobiť, že obežné dráhy budú chaotické. To je ťažké vyriešiť so zjavným neporiadkom samotných planét. Práca s modelmi a simuláciami by mohla pomôcť zistiť, ako je takýto systém možný.

Medzitým sa tím domnieva, že ďalej v systéme by mohlo byť ešte viac exoplanét, ktoré sú tiež spojené v rezonančnom reťazci. Výpočtom pravdepodobnej rezonancie by astronómovia mohli zistiť, kde by sa tieto exoplanéty mali nachádzať vo vzťahu k ostatným, a hľadať ich. Aj toto by mohlo poskytnúť nejaké indície.

Systém je taký zvláštny, že tím verí, že by sa mohol stať jedným zo systémov „Rosetta stone“ na štúdium formovania a vývoja planét.

'Mohli by sme nájsť viac planét, ktoré by mohli byť v obývateľnej zóne - kde by sa na povrchu planéty mohla nachádzať tekutá voda - ktorá začína mimo obežných dráh planét, ktoré sme doteraz objavili,' povedal Leleu .

„Chceme tiež zistiť, čo sa stalo s najvnútornejšou planétou, ktorá nie je v rezonancii s ostatnými. Máme podozrenie, že to vypuklo z rezonancie v dôsledku prílivových síl.“

Výskum sa má objaviť v Astronómia a astrofyzika , a je k dispozícii na arXiv .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.