Сімейство із шести газоподібних світів, що кружляють навколо зірки, схожої на Сонце, незабаром допоможе астрономам краще зрозуміти, як формувалися і розвивалися планетарні системи, подібні до нашої. Про це пише The Wall Street Journal.
Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Nature, ця нещодавно відкрита система, розташована приблизно в 100 світлових роках від Землі, є незвичною. Її планети обертаються навколо яскравої батьківської зірки за схемою, яка здається незмінною з моменту її народження, принаймні, 4 мільярди років тому.
"Це дає можливість вивчити ранню стадію орбітальної архітектури планетарної системи", - сказав Тансу Дейлан, доцент кафедри фізики Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, який не брав участі в новому дослідженні.
У 2020 році науковці спостерігали, як частина світла цієї яскравої зірки час від часу тьмяніє, припускаючи, що перед нею проходила одна або кілька екзопланет, що знаходяться на орбіті. За зіркою стежив космічний телескоп NASA (TESS).
Екзопланети (планети за межами нашої Сонячної системи) бувають незліченних типів. Найбільш поширені в нашій Галактиці називаються "субнептунами" - світами, які більші за Землю, але менші за Нептун і які, на думку вчених, імовірно, мають тверде ядро з газовою атмосферою.
Додаткові спостереження за зіркою, що отримала позначення HD 110067, за допомогою TESS і телескопа Європейського космічного агентства CHEOPS у 2022 році, не тільки підтвердили наявність шести транзитних субнептунів, але й те, що ці космічні складові здійснюють один на одного гравітаційний вплив, обертаючись за певною схемою. Астрономи називають це резонансом - конфігурація, яка рідко зберігається в міру розвитку багатопланетної системи з часом. Планети нашої Сонячної системи, наприклад, не знаходяться в резонансі.
За даними авторів дослідження, на кожні три оберти навколо HD 110067, що здійснюються найбільш внутрішньою планетою, друга найближча планета робить два. Така ж закономірність існує між другою і третьою, третьою і четвертою планетами. У той же час, між четвертою і п'ятою, п'ятою і шостою планетами існує співвідношення чотирьох і трьох витків.
За словами Рафаеля Луке, астрофізика Чиказького університету та провідного автора нового дослідження, цей ланцюг орбітальних взаємозв'язків дає підказки про минуле системи шести планет. За його словами, батьківські зірки та їхні планети народжуються одночасно з хмари газу та космічного пилу, яка починає сплющуватися у форму диска. Велика частина газу надходить в центр, де формується зірка, а на околицях диска з пилу утворюються молоді планети. Ці планети, коли вони вперше формуються, як правило, перебувають у резонансі, допомагаючи підтримувати гравітаційну стабільність системи.
"Той факт, що екзопланети рідко зустрічаються в цих резонансах, - це те, що мене справді захоплює. Це свідчить про те, що динамічне руйнування цих первинних, незайманих станів є загальним результатом формування планет, і тому в нас залишилося дуже мало таких реліквій, машин часу, що пояснюють, як народжуються планети", - сказав Девід Кіппінг, доцент кафедри астрономії Колумбійського університету, який не брав участі у дослідженні.
Спостереження показують, що лише одна зі 100 систем зберегла свій резонанс до наших днів, сказав Луке. Як правило, якесь хаотичне збурення - наприклад, зіткнення з астероїдом або утворення гігантської планети, такої як Юпітер, з сильним гравітаційним тяжінням - швидко руйнує структуру після народження системи.
Той факт, що планети HD 110067 все ще перебувають у резонансі, каже Луке, свідчить про те, що система залишалася незмінною протягом мільярдів років, і може дати підказки щодо того, які умови дозволили їй зберегти цю стабільність, а які умови гарантували, що наша Сонячна система цього не зробила.
Чотири зовнішні планети нашої Сонячної системи - Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун - імовірно, колись мали орбітальний резонанс, що нагадує орбітальний резонанс цієї системи з шести планет, перш ніж їхні орбіти різко змінилися близько 4,5 мільярдів років тому, сказав Луке.
Інші мультипланетні системи, що знаходяться в резонансі, відкривалися й раніше. Але це перший об'єкт, який має батьківську зірку, достатньо яскраву, щоб дозволити вченим проводити подальші дослідження, щоб виміряти масу цих субнептунів і з надзвичайною точністю визначити, які молекули присутні в їхній атмосфері, сказали як автори дослідження, так і сторонні експерти.
Хоча атмосфери екзопланет розміром із Юпітер вивчені дуже детально, "такі маленькі планети, як ті, що знаходяться в системі HD 110067, більш загадкові", - сказав Говард Ісааксон, астроном із Каліфорнійського університету в Берклі, який не брав участі в дослідженні.
За словами Ісааксона та Луке, космічний телескоп Джеймса Вебба NASA, серед іншого, міг би допомогти охарактеризувати атмосферу цих шести нових екзопланет, можливо, спостерігаючи за такими молекулами, як метан, вуглекислий газ, вода та аміак.
"Ця планетарна система дає нам найкращі шанси зрозуміти хімічний склад атмосфер малих планет. Це могло б потім дати інформацію про те, як маленькі планети, такі як Земля і Нептун, формувалися і розвивалися з плином часу", - сказав Томас Вілсон, астрофізик із Ворицького університету (Велика Британія) і співавтор дослідження.
Інші новини про космос
Як повідомляв УНІАН, раніше астрономи, що вивчають дані космічного телескопа Kepler, виявили нову систему з семи "палючих" планет, що обертаються навколо далекої зірки. Ця зірка на 10% більша і на 5% гарячіша за наше Сонце, і на одиницю площі цієї зірки припадає більше тепла, ніж на будь-якій планеті нашої Сонячної системи.
Усі виявлені планети більші за Землю: дві внутрішні планети лише трохи перевищують її розмір, а інші п'ять планет приблизно вдвічі більші за землю.
