Układ planetarny z sześcioma sub-Neptunami w idealnym rezonansie

Zespół naukowców pod kierownictwem astronoma z Uniwersytetu w Chicago Rafaela Luque przeanalizował dane uzyskane zarówno przez należącego do NASA satelitę Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), jak i należącego do ESA satelitę CHaracterising ExOPlanet Satellite (Cheops) i odkrył wyjątkowy układ planetarny. Układ ten, krążący wokół gwiazdy skatalogowanej jako HD110067, zawiera sześć planet typu sub-Neptun. Co niewiarygodne, wszystkie sześć planet krąży w bezpośrednim rezonansie ze sobą. Wyniki pracy zostały opublikowane 29 listopada w Nature.

W 2020 roku dane tranzytowe zebrane przez TESS, które śledzą zmiany jasności gwiazdy, ujawniły co najmniej dwie planety. Ich orbity wynosiły około dziewięciu dni dla bliższego i czternastu dni dla dalszego świata. Ponadto tranzyty dostarczyły wskazówek na temat kilku kolejnych planet. Następnie dane z Cheopsa zidentyfikowały trzecią planetę krążącą po orbicie w ciągu dwudziestu dni.

Na podstawie tych okresów orbitalnych Luque zdał sobie sprawę, że te trzy planety krążyły ze sobą w rezonansie 3/2. Planeta b, najbardziej wewnętrzna, krąży trzy razy w tym samym czasie, co planeta c, następna w kolejności, krąży dwa razy. Planeta c krąży trzy razy, podczas gdy planeta d krąży dwa razy. Następnie przyszła kolej na obliczenia matematyczne.

Pracując nad obliczeniami w celu znalezienia potencjalnych rezonansów, zespół dopasował jeden zestaw tranzytów do planety orbitującej w ciągu 31 dni. Ponownie, orbita była rezonansem 3/2, z planetą d orbitującą trzy razy i planetą e orbitującą dwa razy. W danych znajdowały się jednak prawdopodobnie jeszcze dwa niedopasowane tranzyty. TESS zaobserwował każdy z nich tylko raz, co utrudniało potwierdzenie. Jedna planeta krążyła po orbicie przez 41 dni, a druga przez 55.

Co więcej, dane TESS, które mogłyby potwierdzić dwie zewnętrzne planety, zawierały nadmiar światła z Ziemi i Księżyca. Do akcji wkroczyli naukowcy Joseph Twicken (SETI Institute, NASA Ames Research Center) i David Rapetti (NASA Ames i USRA), którzy pracowali nad kodem umożliwiającym odzyskanie utraconych danych z powodu rozproszonego światła. Rapetti zastosował kod do danych TESS i znalazł dwa tranzyty zgodnie z przewidywaniami.

Podczas gdy systemy wieloplanetarne okazały się powszechne, rezonansowe orbity tego systemu są wyjątkowe. Luque zauważa:

Uważamy, że tylko około jeden procent wszystkich układów pozostaje w rezonansie, a jeszcze mniej pokazuje łańcuch planet w takiej konfiguracji.

Pozostawanie w rezonansie z sześcioma planetami oznacza, że układ ten może odpowiedzieć na pytania dotyczące formowania się planet. Luque wyjaśnia:

Pokazuje nam to dziewiczą konfigurację układu planetarnego, który przetrwał nietknięty.

Oprócz tego, że HD110067 jest gospodarzem “nietkniętego” układu planetarnego, jest najjaśniejszą znaną gwiazdą, na której znajdują się co najmniej cztery planety. Dzięki krótkim, bliskim orbitom, atmosfery tych sub-Neptunów są prawdopodobnie napompowane. To czyni je doskonałymi celami dla przyszłych obserwacji za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba NASA/ESA/CSA. Oczekuje się, że tego typu światy będą miały atmosferę opartą na wodorze, a do tej pory potwierdzono niewiele przykładów.

Luque podsumowuje:

To odkrycie stanie się systemem wzorcowym do badania, w jaki sposób sub-Neptuny, najczęstszy typ planet poza Układem Słonecznym, tworzą się, ewoluują, z czego są zbudowane i czy mają odpowiednie warunki do wspierania istnienia ciekłej wody na ich powierzchniach.

System ten zapewnia naukowcom bogactwo potencjalnych odkryć, od odpowiedzi na pytania dotyczące formowania się planet i ewolucji systemu po scharakteryzowanie składu atmosfery sub-Neptunów. Potencjalnie daje nam też kilka dodatkowych miejsc do poszukiwania życia poza Ziemią.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to


Zostań Patronem !

_______________________
Informacje bezpośrednio na Twoją skrzynkę mailową