Шесть планет обнаружены на орбите яркой звезды в 100 световых годах от нас

Древняя группа из шести экзопланет, орбиты которых не менялись на протяжении миллиардов лет, может рассказать нам о том, как формировались планетные системы, подобные нашей Солнечной системе.

Когда планеты вращаются вокруг звезды по фиксированной, регулярной схеме, они называются резонансными. Они будут продолжать в том же духе до тех пор, пока их не сбьет с курса другой крупный объект, проходящий рядом или не врезающийся в них, отправляя их на хаотично меняющуюся орбиту. Например, считается, что Юпитер и Сатурн поменялись местами места на ранних этапах формирования Солнечной системы, когда они проходили рядом.

«Как только в системе произойдет хаотическое движение, вы потеряете информацию из начальных условий. Вы не можете проследить, где были планеты в прошлом», — говорит Рафаэль Луке в Чикагском университете. Но без этого хаотического движения резонансная система останется неизменной с момента своего рождения, говорит он.

В 2020 году астрономы обнаружили пару резонансных планет вокруг звезды HD 110067, находящейся примерно в 100 световых годах от нас, с помощью спутника для исследования транзитных экзопланет (TESS). Но Люке и его коллеги заметили, что в данных были и другие сигналы, которые не имели смысла. Пару лет спустя они продолжили это наблюдение с помощью TESS и космического спутника ExOPlanet (CHEOPS) для определения характеристик и обнаружили третью планету, но сигналы так и не были полностью объяснены.

Команда изучила моделирование сигнала, который будут производить различные комбинации резонансных планет — например, некоторые планеты совершают оборот вокруг звезды три раза за время, за которое другая планета делает оборот вокруг звезды дважды. Это выявило систему из шести планет, вращающихся в плоской плоскости, что почти идеально соответствует данным.

«Насколько идеально резонансна система, это действительно впечатляет», — говорит Люке. «Если вы возьмете математическое решение, вы сможете предсказать периоды [how long the planets take to orbit the star] именно в то время, когда мы их действительно видим».

Этот идеальный резонанс означает, что планеты HD 110067, вероятно, были такими с тех пор, как они образовались 4 миллиарда лет назад. «Это похоже на окаменелость, если оглянуться назад во времени», — говорит Шон Рэймонд в Университете Бордо во Франции. «Со времен газовой фазы в такой системе мало что изменилось, поэтому вы можете изучить некоторые ее аспекты».

Все планеты имеют орбиты короче 50 дней и классифицируются как как «мини-Нептуны», газовые планеты, меньшие, чем любая другая планета в нашей Солнечной системе, что астрономы до конца не понимают.

HD 110067 очень яркая по сравнению с другими известными нам звездами, у которых есть мини-Нептуны, поэтому мы сможем собрать много информации об этих планетах и ​​о том, как они сформировались, с помощью последующих наблюдений с помощью телескопов, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба. «Это действительно 1 процент из 1 процента экзопланетных систем», — говорит Луке.

Помимо изучения их истории, мы, вероятно, сможем узнать, каковы условия в атмосферах планет и их недрах. По-видимому, три планеты имеют относительно низкую плотность, что предполагает, что они могут содержать воду и что повышает вероятность существования обитаемых зон для жизни, добавляет Люке.

Темы: