Do tej pory astronomowie odkryli setki gwiazd, na których krążą liczne planety, rozrzucone po całej galaktyce. Każdy z nich jest wyjątkowy, ale system krążący wokół HD 158259 jest naprawdę wyjątkowy.
Sama gwiazda ma mniej więcej taką samą masę i jest nieco większa niż Słońce. Wokół niego krąży sześć planet: super-Ziemia i pięć mini-Neptuna.
Obserwując system przez siedem lat, astronomowie odkryli, że wszystkie sześć z tych planet orbituje wokół HD 158259 w prawie idealnym rezonansie orbitalnym. To odkrycie może pomóc nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób powstają systemy planetarne i jak kończą się w konfiguracjach, które widzimy.
Rezonans orbitalny występuje wtedy, gdy orbity dwóch ciał wokół ich ciała macierzystego są ze sobą ściśle powiązane, ponieważ dwa ciała orbitujące wywierają na siebie grawitacyjny wpływ. W Układzie Słonecznym jest to dość rzadkie w ciałach planetarnych; najlepszymi przykładami są Pluton i Neptun.
Te dwa ciała znajdują się w tak zwanym rezonansie orbitalnym 2: 3. Na każde dwa okręgi, które Pluton wykonuje wokół Słońca, Neptun wykonuje trzy. To tak, jakby takty muzyczne grane jednocześnie, ale z różnymi sygnaturami czasowymi – dwa uderzenia na pierwszy, trzy na drugi.
Każda planeta krążąca wokół HD 158259 jest w rezonansie 3: 2 z następną planetą, opisywanym również jako współczynnik okresu wynoszący 1,5. Oznacza to, że na każde trzy obroty orbity, które wykonuje planeta, następny wykonuje dwa.
Korzystając z pomiarów wykonanych za pomocą spektrografu SOPHIE i teleskopu kosmicznego TESS, międzynarodowy zespół naukowców pod kierownictwem astronoma Nathana Hary z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii był w stanie dokładnie obliczyć orbity każdej planety.
Dają proporcje okresów 1,57, 1,51, 1,53, 1,51 i 1,44 pomiędzy każdą parą planet. To nie do końca doskonały rezonans – ale wystarczający, aby zaklasyfikować HD 158259 jako system niezwykły.
A to, zdaniem naukowców, jest oznaką, że planety krążące wokół gwiazdy nie uformowały się tam, gdzie są teraz.
„Istnieje kilka znanych kompaktowych układów z kilkoma planetami w rezonansie, na przykład TRAPPIST-1 lub Kepler-80” – wyjaśnił astronom Stephane Oudry z Uniwersytetu Genewskiego.
„Uważa się, że takie układy powstają daleko od gwiazdy przed migracją w jej kierunku. W tym scenariuszu rezonanse są krytyczne ”.
Dzieje się tak, ponieważ rezonanse te występują, gdy zarodki planetarne w dysku protoplanetarnym rosną i migrują do wewnątrz, z dala od zewnętrznej krawędzi dysku. Tworzy to łańcuch rezonansów orbitalnych w całym systemie.
Następnie, gdy pozostały gaz z dysku rozprasza się, może destabilizować rezonanse orbitalne – i może to być to, co widzimy – HD 158259.
„Korzystając z tych wartości z jednej strony i modeli pływów z drugiej, moglibyśmy ograniczyć wewnętrzną strukturę planet w przyszłych badaniach. Tak więc obecny stan systemu daje nam wgląd w jego powstawanie ”.
Badanie zostało opublikowane w Astronomy and Astrophysics.
Źródła: Zdjęcie: (NASA / Tim Pyle)
