Астрономы обнаружили систему из шести планет, движущихся с удивительной гармонией

Мы обнаружили сотни звезд с более чем одной планетой на орбите. Каждая из этих систем уникальна, но система планет, вращающихся вокруг звезды HD 158259, расположенной на расстоянии 88 световых лет от нас, является поистине особенной. Звезда вращается вокруг шести планет, которые движутся с удивительной гармонией, в цепи орбитальных резонансов.

Астрономы наблюдали за HD 158259 в течение семи лет. За это время они обнаружили шесть планет, окружающих звезду. На сегодняшний день обнаружено только 12 других планетных систем с шестью и более планетами.

Система HD 158259

Сама звезда HD 158259 имеет массу и размер, аналогичные нашему Солнцу. Среди окружающих его миров есть одна суперземля и пять газообразных мини-нептунов. После многолетних исследований ученые обнаружили, что планеты вращаются в удивительной гармонии, почти в идеальном орбитальном резонансе.

Эти открытия могут помочь нам лучше понять механизмы формирования планетарных систем и то, почему они оказываются в той конфигурации, в которой находятся. Публикация на эту тему появилась в журнале Astronomy & Astrophysics.

Орбитальный резонанс

Орбитальный резонанс возникает, когда орбиты двух тел (например, планет) вокруг их родительского тела (например, звезды) тесно связаны гравитационным влиянием. Связь такова, что за определенное число орбит одного из двух тел выпадает определенное кратное число орбит другого тела, что означает, что регулярно тела находятся в одной и той же конфигурации, завершив определенное число орбит.

Так, например, резонанс 3:2 означает, что на каждые три полные орбиты одного тела приходится две орбиты другого тела. В нашей Солнечной системе примерами орбитальных резонансов являются движения лун Юпитера или Сатурна. В системе HD 158259 каждая планета имеет почти идеальный резонанс 3:2 со следующей по порядку планетой, т.е. на каждые три орбиты, сделанные планетой, находящейся ближе к звезде, следующая планета делает две.

Используя измерения, проведенные с помощью спектрографа SOPHIE в обсерватории Верхний Прованс во Франции и телескопа TESS, международная группа ученых под руководством Натана Хара из Женевского университета в Швейцарии смогла точно рассчитать орбиты каждой планеты.

Все они очень плотные. Начиная с ближайшей звезды — суперземли, масса которой почти в два раза превышает массу нашей планеты — орбиты составляют 2,17 дня, 3,4 дня, 5,2 дня, 7,9 дня, 12 дней и 17,4 дня.

Образование планет

Тот факт, что каждая планета имеет резонанс почти 3:2 к следующей планете, означает, по мнению исследователей, что они образовались не там, где находятся сегодня. — Считается, что такие системы формируются вдали от родительской звезды, а затем мигрируют к ней. В этом сценарии резонансы играют ключевую роль, говорит Стефан Удри из Женевского университета.

Ученые считают, что такие орбитальные резонансы формируются в протопланетном диске еще до полного формирования планет. Такие планетарные «зародыши» растут в газово-пылевом диске и мигрируют внутрь системы. Это приводит к цепочке орбитальных резонансов во всей системе. Авторы работы считают, что изначально резонанс в системе в HD 158259 был идеально 3:2, но когда протопланетный диск рассеялся, он дестабилизировал резонансы планет.