Naukowcy odkryli zagadkowy układ sześciu planet oddalonych o 200 lat świetlnych

Międzynarodowy zespół astronomów, w tym badacze z Instytutu Astrofizyki Wysp Kanaryjskich (IAC), odkrył 200 lat świetlnych od nas układ sześciu planet, z których pięć tańczy w dziwnym rytmie wokół swojej gwiazdy centralnej, TOI-178 .

Naukowcy odkryli zagadkowy układ sześciu planet oddalonych o 200 lat świetlnych 1
Koncepcja artysty TOI-178 © ESO/L.Calçada

Jednak nie wszystko jest harmonią. W przeciwieństwie do naszego Układu Słonecznego, w którym jego członkowie wydają się być uporządkowani według gęstości, z Ziemią i skalistymi światami wewnątrz oraz gazowymi olbrzymami na zewnątrz, w tym przypadku różne typy planet zdają się mieszać chaotycznie.

Ten liczący 7.1 miliarda lat układ planetarny i sprzeczność opisana w czasopiśmie „Astronomia i astrofizyka”, kwestionuje wiedzę naukową o tym, jak tworzą się i ewoluują układy gwiezdne.

Chociaż naukowcy widzieli już to zjawisko znane jako rezonans w innych układach planetarnych, po raz pierwszy planety tego samego rodzaju są całkowicie różne od siebie.

Naukowcy wykorzystali teleskop kosmiczny CHEOPS Europejskiej Agencji Kosmicznej do wykrycia niezwykłej formacji. Astronomowie odkryli, że pięć z sześciu planet jest zamkniętych w harmonijnym rytmie, w którym ich orbity układają się w spójny wzór.

Pięć planet zewnętrznych znajduje się w łańcuchu rezonansowym 18:9:6:4:3. Rezonans 2:1 pokazuje, że na każdą orbitę planety zewnętrznej, wewnętrzna tworzy dwie. W przypadku TOI-178 oznacza to zagadkowy rytmiczny taniec poniżej:

Na każde trzy okrążenia najbardziej zewnętrznej planety następna daje cztery, następna sześć, następna dziewięć, a ostatnia (druga z gwiazdy) daje 18.

Niezwykła jest również gęstość planet w układzie. W Układzie Słonecznym najbliżej Słońca znajdują się gęste planety skaliste, a za nimi lżejsze gazowe olbrzymy. W przypadku układu TOI-178, gęsta planeta podobna do Ziemi znajduje się tuż obok bardzo gąbczastej planety o połowie gęstości Neptuna, a za nią planeta podobna do Neptuna. Według autorów ta osobliwa konstrukcja wraz z rezonansem orbitalnym „podważa to, co wiemy o formowaniu się układów planetarnych”.

„Orbity tego systemu są bardzo dobrze uporządkowane, co mówi nam, że ten system ewoluował dość gładko od swoich narodzin” wyjaśnia Yann Alibert z Uniwersytetu w Bernie i współautor pracy.

W rzeczywistości rezonans systemu pokazuje, że pozostał on stosunkowo niezmieniony od czasu jego powstania. Gdyby został wcześniej zakłócony, albo przez gigantyczne uderzenie, albo przez grawitacyjny wpływ innego układu, krucha konfiguracja jego orbit zostałaby wymazana. Ale tak nie było.

„Po raz pierwszy zaobserwowaliśmy coś takiego. W niewielu znanych nam układach z taką harmonią gęstość planet stale maleje, gdy oddalamy się od gwiazdy.” powiedziała współautorka ESA i naukowiec projektu Kate Isaak.