В една планетарна система, недалеч от Слънчевата система, съществуват шест свята, които обикалят около звездата си в красива, съвършена хармония.

Всяка от шестте екзопланети, обикалящи около ярката звезда HD 110067, има орбита в синхрон със съседните светове, което води до рядко явление, известно като верижен резонанс. Това подсказва, че от формирането си преди повече от милиард години досега системата съществува сравнително необезпокоявана – една изключителна скрита перла в Млечния път.

"Смятаме, че само около един процент от всички системи остават в резонанс", казва астрофизикът Рафаел Луке от Чикагския университет. "Това ни показва девствената конфигурация на планетарна система, която е оцеляла непокътната".

Орбиталните резонанси не са нито необичайни, нито неочаквани. Те възникват, когато две тела, обикалящи около трето, си оказват гравитационно влияние едно на друго по такъв начин, че орбиталните им периоди се изравняват. Не е точно 1:1 - това изглежда изключително необичайно - но може да се изрази като съотношение.

Например Плутон и Нептун са в резонанс помежду си: Плутон завършва 2 обиколки около Слънцето на всеки 3 обиколки на Нептун; това е резонанс 2:3. И някои от луните на Юпитер са в резонансна верига. На всяка 1 обиколка на Ганимед Европа завършва 2, а Йо - 4 обиколки, т.е. веригата е 1:2:4, известна още като резонанс на Лаплас.

Но шест екзопланетни тела в резонансна верига? Това е нещо наистина специално.

Откритието е направено в орбита около оранжева звезда джудже на около 100 светлинни години от нас в северното съзвездие Кома Береницес. Именно там през 2020 г. TESS, телескопът на NASA, издирващ екзопланети, забелязва признаци на две планети, които обикалят около нея. Орбиталният период на едната изглеждаше, че е 5,642 дни, докато този на другата остана неизвестен.

Илюстрация, показваща геометрията на резонансната верига от екзопланети около звездата HD 110067. (Thibaut Roger, NCCR Planets)

Когато две години по-късно TESS отново надникна в системата, данните продължаваха да бъдат объркани. Ето защо Луке и колегите му използват космическия телескоп на Европейската космическа агенция "Хеопс" за изучаване на екзопланети, за да я разгледат по-отблизо. Те осъзнават, че изведеният преди това орбитален период е бил неправилен и че данните показват, че там има повече от две екзопланети. Всъщност астрономите успяват да открият три и установяват, че те се намират в резонансна верига.

Именно така всичко си идва на мястото.

"Хеопс“ разкри тази резонансна конфигурация, която [от своя страна] ни позволи да предскажем всички останали периоди“, казва Луке. Без помощта на телескопа на Европейската космическа агенция това откритие щеше да е невъзможно, допълва той.

Общо взето има шест екзопланети с радиус от 1,94 до 2,85 пъти по-голям от този на Земята - категория светове, известни като мини-Нептуни. Техните орбитални периоди са (отвътре-навън): 9,11 дни, 13,67 дни, 20,52 дни, 30,79 дни, 41,06 дни и 54,77 дни. Това означава, че двойките екзопланети са в резонанс 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 и 4:3; най-вътрешният свят в системата HD 110067 прави шест обиколки за всяка една обиколка на най-външния.

С други думи, това е едва третата система, известна на човечеството, в която има шест екзопланети във верижен резонанс.

Доколкото ни е известно, звездата се е формирала преди повече от един милиард години; фактът, че планетите ѝ са в такава красива хармония, предполага, че тя не е била засегната от влияния като миграция на планети, гигантски удар или дори преминаваща звезда. Смята се например, че някои от планетите в Слънчевата система са мигрирали в миналото.

Този резонанс е изключително крехък и може да се наруши лесно. Астрономите са идентифицирали редица системи, чиито орбитални периоди са близки до резонанса, но действителните резонансни вериги са малко. Следователно системата HD 110067 е рядко съкровище и представлява чудесна възможност да научим повече за това завладяващо явление.

"Настоящата деликатна конфигурация на планетарните орбити в HD 110067 изключва каквото и да е насилствено събитие през милиардната история на системата, което я прави рядка "вкаменелост" за изучаване на механизмите на миграция и свойствата на нейния протопланетарен диск в девствена среда", пишат изследователите в своята статия.

"Комбинацията от яркост на звездата-домакин и предполагаемото наличие на разширени атмосфери в повечето от нейните планети прави HD 110067 най-благоприятната многопланетна субнептунова система, която може да бъде наблюдавана с трансмисионна спектроскопия с космическия телескоп „Джеймс Уеб“. HD 110067 ни предлага възможност да научим повече за естеството на субнептуновите планети и за това къде, как и при какви условия се образуват и оцеляват резонансни вериги."

Изследването е публикувано в Nature.

Източник: Science Alert