Przejdź do treści

Astronomowie odkryli dziwny układ sześciu planet

Artystyczna wizja systemu planetarnego TOI-178

Astronomom udało się znaleźć system  złożony z sześciu planet, które krążą w zgodny ze sobą sposób (w tzw. łańcuchu rezonansów). Jednak gęstości tych obiektów są już bardzo chaotyczne, co stanowi problem dla obecnych teorii powstawania planet. O odkryciu poinformowało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).

Odległy o 200 lat świetlnych system TOI-178 jest na tyle dziwny, że początkowo badacze sądzili, że widzą dwie planety okrążające gwiazdę na praktycznie tej samej orbicie. Jednak dokładniejsze obserwacje dały zupełnie inny obraz. Planet jest sześć i są ze sobą powiązane w specyficzny sposób.

Obserwacje były prowadzone przy pomocy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT), należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), a także pracującego w kosmosie teleskopu CHEOPS, należącego do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Dzięki temu udało się przeprowadzić obserwacje dwoma różnymi technikami: metodą tranzytów i metodą prędkości radialnych. W ten sposób można było ustalić zarówno okresy obiegu, masy, jak i średnice planet, a w konsekwencji także ich gęstości.

Zsynchronizowany taniec planet

Okresy obiegu planet są bardzo krótkie od około 2 do 21 dni, a dokładniej: 1,91 dnia, 3,24 dnia, 6,56 dnia, 9,96 dnia, 15,23 dnia i 20,71 dnia. I tutaj mamy pierwszą ciekawą sprawę. Okazuje się, że planety od drugiej do szóstej, liczone w kolejności od gwiazdy, krążą w rezonansach. Astronomowie określają tym terminem sytuację, gdy na przykład wśród trzech spośród dużych księżyców Jowisza występuje rezonans 4:2:1 – na cztery pełne obiegi orbity przez Io przypadają dwa pełne obiegi Europy oraz jeden pełny obieg Ganimedesa. W układzie TOI-178 mamy do czynienia z łańcuchem rezonansów 18:9:6:4:3. Na 18 okrążeń drugiej planety od gwiazdy (pierwszej w łańcuchu rezonansów) przypada 9 okrążeń kolejnej planety, sześć następnej itd. Ze swoimi towarzyszkami nie jest zgrana tylko pierwsza z planet, najbliższa względem gwiazdy.

Naukowcy sugerują, że takie uporządkowanie orbit w systemie planetarnym jest wskazówką, że ewolucja układu musiała przebiegać łagodnie i nie wystąpiły jakieś większe kataklizmy.

Niestety żadna z planet nie krąży w ekosferze, czyli strefie wokół gwiazdy, w której panują warunki umożliwiające istnienie wody w stanie ciekłym na powierzchni planety. Naukowcy mają jednak nadzieję, że gdy prześledzą łańcuch rezonansów, uda im się odnaleźć jeszcze dodatkową planetę, która może będzie znajdować się w takiej strefie

Jeśli chodzi o masy i promienie planet to są to globy z kategorii skalistych superziem oraz gazowych minineptunów. Mają od około 1,2 do 2,9 promienia Ziemi oraz od około 1,5 do 30 mas Ziemi.

Dziwny rozkład gęstości

Gdy jednak spojrzymy na gęstości, to robi się trochę dziwnie – a w każdym razie inaczej niż w Układzie Słonecznym. W naszym systemie planetarnym planety o większej gęstości (skaliste) są bliżej Słońca, a te o mniejszej gęstości (gazowe) znajdują się dalej. W systemie TOI-178 jest to zaburzone.

Wygląda na to, że jest tam planeta tak gęsta, jak Ziemia, tuż obok bardzo puszystej planety o połowie gęstości Neptuna, a następna jest planeta o gęstości Neptuna. Nie przywykliśmy to takiej sytuacji – komentuje Nathan Hara z Université de Genève (Szwajcaria), jeden z autorów pracy.

Adrien Leleu z Université de Genève oraz University of Bern (Szwajcaria), który kierował badaniami, wyraźnie podkreśla, że taki kontrast pomiędzy rytmiczną harmonią ruchu orbitalnego, a nieuporządkowanymi gęstościami stanowi wyzwanie dla naszego zrozumienia powstawania i ewolucji systemów planetarnych.

Wyniki badań opisano w artykule, który ukazała się w czasopiśmie naukowym „Astronomy & Astrophysics”.

 

Więcej informacji:

 

Opracowanie: Krzysztof Czart

Źródło: ESO

 

Na ilustracji:

Artystyczne wyobrażenie pokazuje widok z planety w układzie TOI-178 krążącej najdalej od gwiazdy. Źródło: ESO/L. Calçada/spaceengine.org.

 

 

Reklama