Очень редкая система из шести планет движется со странной синхронностью

Учёные заметили в соседней звёздной системе удивительную картину: шестёрка планет по идеальной траектории вращаются вокруг своей звезды. Планеты двигаются по своим орбитам настолько синхронно, что их планетарный вальс можно положить на музыку.

Столь редкая картина соразмерного гравитационного поведения — интересный пример формировании планет и космической эволюции. Анализ шестёрки «синхронисток» провёл учёный из Калифорнии Рафаэль Луке, а результаты опубликовали в журнале Nature.

Луке сказал, что изученная им система — эталон для изучения так называемых субенептунов. Так именуют планеты с радиусом меньше, чем у Нептуна, и это самый распространённый тип небесных тел планетарного масштаба за пределами Солнечной системы. Наблюдение за синхронной шестёркой дают представление, как такие миры формируются, как эволюционируют, из чего состоят и обладают ли условиями для присутствия на них жидкой воды.

Шесть планет вращаются вокруг звезды, известной как HD110067. Она от нас примерно в 100 световых годах, в северной части созвездия Волосы Вероники.

В 2020 году космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, «Транзитный спутник для исследования экзопланет») обнаружил перепады в яркости звезды. Такие колебания — верный признак прохождения планет на фоне их звезды-хозяйки. Объединив данные TESS и спутника Европейского космического агентства, исследователи вычислили соответствующую конфигурацию небесных тел.

Вообще, звёздные системы с многими планетами — не редкость в нашей галактике. Но подобные обсуждаемой здесь системы с орбитальным резонансом астрономы открывают гораздо реже. Орбитальный резонанс в небесной механике — это ситуация, при которой орбитальные периоды двух или более небесных тел соотносятся, как небольшие натуральные числа. В результате периодическое сближение этих тел между собой происходит только в определённых точках орбит. Возникающие благодаря этому регулярные изменения силы гравитационного взаимодействия таких планет обычно стабилизируют их орбиты. То есть возникает, если смотреть схематично, красота периодичности и ритмичности, своего рода упомянутый выше вальс планет.

В случае с планетами вокруг HD110067 ближайшая к звезде совершает три оборота за каждые два оборота следующей планеты — так называемый резонанс 3/2, который повторяется среди четырёх ближайших планет. Среди самых удалённых планет схема из четырёх орбит для каждых трёх ближайших с резонансом 4/3 повторяется дважды. И эти резонансные орбиты нерушимы, как скала: шестёрка планет, вполне возможно, исполняет один и тот же ритмичный танец вот уже миллиарды лет.

Причём такую работающую, как часы, систему, нарушить очень просто. Вот почему во многих изученных многопланетных системах не наблюдается орбитального резонанса. Но многие из них выглядят так, словно утратили такую гармонию, в которой, скорее всего, некогда пребывали.

И вот почему HD110067 столь особенная и требует дальнейшего изучения, добавил Рафаэль Луке Шестёрка планет вокруг этой звезды — образец первозданной конфигурации планетной системы, которая сохранила орбитальный резонанс, вероятно, на протяжении миллиардов лет.


— Рафаэль Луке, астроном и астрофизик.

Однако картину формирования системы HD110067 требует дальнейшего изучения: требуется уточнить массы и орбиты шестёрки удивительных планет.