Odkryto układ planetarny z aż sześcioma globami. Poruszają się w dziwnie zsynchronizowany sposób

W tym artykule:

1. Rezonans w kosmosie
2. Jak one się kręcą
3. Rzadkość we Wszechświecie
4. Sukces Cheopsa

Planety, opisane w najnowszym numerze czasopisma „Nature”, krążą wokół gwiazdy HD 110067. Znajduje się ona w gwiazdozbiorze Warkocza Bereniki. Globy te to typowe planety pozasłoneczne. Są większe od Ziemi, ale mniejsze od Neptuna. Mają niską gęstość i rozległe, prawdopodobnie bogate w wodór atmosfery.

Tym, co je wyróżnia, jest ruch wokół macierzystej gwiazdy. A dokładnie – bardzo precyzyjna synchronizacja ich poszczególnych orbit. Sześć planet okrąża swoje słońce w rytmie, który pozostaje wyjątkowo regularny. Dokładniej mówiąc, pozostają w rezonansie orbitalnym.

Takie zjawisko jest znane z Układu Słonecznego. Występuje, gdy wokół masywnego obiektu krążą mniejsze, które związane są ze sobą siłą grawitacji. Dotyczy to np. księżyców Jowisza, Io, Europy i Ganimedesa. Na jeden obieg Europy wokół Jowisza przypadają dokładnie dwa obiegi Io. Na jeden obieg Ganimedesa – cztery obiegi Io.

Rezonans w kosmosie

Rezonans orbitalny powstaje w różnego rodzaju układach. Ważne jest jednak, by pozostawały niezakłócone – np. pojawieniem się w pobliżu masywnego ciała niebieskiego, które zmieni oddziaływania grawitacyjne między obiektami. Naukowcy przypuszczają, że na początku swojego istnienia większość systemów planetarnych pozostaje w rezonansie. Z czasem jednak w okolicy pojawiają się różni nieproszeni goście – jak duże planety czy gwiazdy – którzy sprawiają, że dany system się rozregulowuje.

Nie dotyczy to jednak sześciu planet krążących wokół gwiazdy HD 110067. Szczęśliwy przypadek sprawił, że układ, który uformował się przed miliardami lat, nadal pozostaje zsynchronizowany. I to tak dokładnie, że opisująca go infografika wygląda jak proste zadanie matematyczne z ułamkami.

Jak one się kręcą

Jak zharmonizowany jest ruch tamtych planet? Weźmy dwie planety najbliższe gwiazdy, oznaczone cyframi b i c. Na każde trzy okrążenia b wokół HD 110067 przypadają dwa okrążenia c. Nazywane jest to rezonansem 3:2. Taki sam rezonans dotyczy globów c, d i e. Na trzy okrążenia c przypadają dwa okrążenia d. Na każde trzy okrążenia d przypadają dwa okrążenia e.

Później rytm się zmienia. Planety e i f oraz f i g są w rezonansie 4:3. Czyli na cztery okrążenia e przypadają trzy okrążenia f. I tak samo dla globów f i g.

Jak można policzyć, planety skrajne – czyli b i g – pozostają w rezonansie 6:1. Na jedno okrążenie globu g, najbardziej oddalonego od gwiazdy, przypada sześć okrążeń globu b, najbliższego HD 110067. Glob g potrzebuje 54 dni na okrążenie tamtego słońca. Planeta b – dziewięciu.

Rzadkość we Wszechświecie

System z tak dokładnie zgranymi planetami to coś wyjątkowego. – Sądzimy, że tylko jeden procent wszystkich systemów planetarnych pozostaje w rezonansie – mówi Rafael Luque, główny autor pracy z Uniwersytetu Chicagowskiego. – A jeszcze mniej posiada łańcuch planet ustawionych w takiej konfiguracji – dodaje.

Pierwsza przesłanka wskazująca, że wokół gwiazdy HD 110067 krążą planety, pojawiła się w 2020 r. Wówczas z pomocą należącego do NASA satelity TESS zaobserwowano zmiany jasności gwiazdy. Wskazywało to, że krążą wokół niej jakieś globy. Początkowo przypuszczano, że jest ich dwa.

Dwa lata później znów przeprowadzono obserwacje tego układu. I ponownie wykryto globy. Jednak uzyskane dane nie zgadzały się zupełnie z poprzednimi. Luque zainteresował się tym i wraz z zespołem skorzystał z innego narzędzia – należącego do ESA satelity Cheops (ang. CHaracterising ExOPlanet Satellite). Dzięki niemu naukowcy zaobserwowali trzecią planetę i zorientowali się, że wszystkie pozostają w rezonansie. Pozostałe niewyjaśnione dane kryły w sobie informacje o kolejnych trzech globach, zsynchronizowanych z pozostałymi.

Sukces Cheopsa

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) podkreśla w informacji prasowej, że odkrycie jest wielkim sukcesem misji Cheops. Satelita ten pracuje dopiero od czterech lat.

− Jak to ujął nasz zespół naukowy: Cheops sprawia, że niezwykłe odkrycia wydają się zwyczajne. Znamy tylko trzy systemy planetarne z sześcioma globami, które pozostają w rezonansie. Dwa z nich zostały znalezione z użyciem Cheopsa – mówi Maximilian Günther, kierownik naukowy projektu Cheops w ESA.

Źródła: Nature, EurekAlert

Szukasz więcej fascynujących informacji na temat świata roślin i zwierząt, odkryć archeologicznych i nieskończonego Wszechświata? Zaprenumeruj magazyn „National Geographic Polska". Najnowszą ofertę znajdziesz na tej stronie.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com