У Чумацькому Шляху "пухкі" планети ходять незвичайними орбітами: що відбувається

Найпоширенішими планетами в Чумацькому Шляху є планети класу суб-Нептун. Виявилося, що планети, які перебувають в орбітальному резонансі з іншими світами, є менш щільними, ніж ті, в яких цього явища немає. Дослідження було опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysicals, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Планети класу суб-Нептун більші за Землю, але менші за Нептуном за розміром. Вважається, що приблизно від 30% до 50% зірок, схожих на Сонце в нашій галактиці, мають щонайменше одну таку планету. Але в астрономів виникають труднощі з вимірюванням щільності суб-Нептунів.

Залежно від методів вимірювань, ці планети ділять на "пухкі" і "не пухкі". Але залишалося незрозумілим, чи справді існує два види таких планет, чи їхні відмінності залежать від методу вимірювання щільності. Автори дослідження вважають, що насправді існують два фізично різних сімейства суб-Нептунів. А пухкі планети з більшою ймовірністю перебуватимуть в орбітальному резонансі зі своїми сусідами в планетній системі.

Планети перебувають в орбітальному резонансі, коли, наприклад, одна планета здійснює один оберт за той самий час, що інша планета здійснює два оберти навколо своєї зірки.

Незвичайна планетна система

Нещодавно було виявлено незвичайну планетну систему під назвою HD 110067, яка розташована на відстані 100 світлових років від нас. Тут розташовано одразу 6 суб-Нептунів і всі вони мають точний орбітальний резонанс. Найближча до зірки планета обертається навколо неї за 9,1 земних дня, наступна планета — за 13,6 дня, третя — за 20,5 дня, четверта — за 30,8 дня, п'ята — за 41 день і найдальша планета — за 54,7 дня. Тобто на кожен один оберт шостої планети припадає шість обертів першої планети і вони перебувають в орбітальному резонансі 6:1. Інші резонанси між різними парами планет у системі HD 110067 виглядають так: 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 и 4:3.

Вважається, що такий орбітальний рух планет у цій системі існує вже 4 млрд років. Але ця інформація не показує, чому суб-Нептуни в системі HD 110067 здаються менш щільними.

Учені вважають, що низька щільність планет пов'язана з тим, як вони були сформовані. Цілком можливо, що всі планетні системи мають орбітальний резонанс на початку історії існування, але тільки 5% систем можуть підтримувати такий рух у майбутньому.

Якщо резонансний ланцюг буде розірвано, то це призведе до злиття планет і в такий спосіб створюються більш щільні світи. Учені вважають, що в планетних системах із резонансом створюються менш щільні світи.

Методи вимірювання густини планет

Щоб оцінити щільність планети, астрономам потрібно знати її масу і радіус. Для цих вимірювань можна використовувати транзитний метод (коли планета проходить на тлі зірки) і метод променевої швидкості (коли гравітація планети впливає на зірку).

Астрономи з'ясували, що за допомогою транзитного методу вимірювання показують суб-Нептуни з меншою щільністю, ніж ті, які виміряні за допомогою методу променевої швидкості.

Подальші дослідження засвідчили, що транзитний метод не тільки з більшою ймовірністю можна застосувати до менш щільних планет, а й густини цих планет також були нижчими в резонансних системах, ніж їхні аналоги в не резонансних системах — незалежно від методу, який використовують для визначення їхньої маси.

Результат дослідження

Підтвердивши існування двох окремих видів суб-Нептунів і виявивши зв'язок між пухкими планетами та резонансними планетними системами, вчені зможуть краще зрозуміти еволюцію найпоширенішого типу планет у нашій галактиці. Можливо, незабаром вони зможуть нарешті пояснити, чому в нашій Сонячній системі немає такого світу.

Як уже писав Фокус, маленькі яскраві об'єкти в ранньому Всесвіті поставили вчених у глухий кут. Астрономи виявили галактики і чорні діри, які суперечать сучасним уявленням про космос.