Prisiregistruokite gauti CNN Wonder Theory mokslo informacinį biuletenį. Tyrinėkite visatą su naujienomis apie įdomius atradimus, mokslo pažangą ir dar daugiau.

CNN
—

Astronomai panaudojo du skirtingus egzoplanetų aptikimo palydovus, kad išspręstų kosminę paslaptį ir atskleistų retą šešių planetų šeimą, esančią maždaug 100 šviesmečių atstumu nuo Žemės. Šis atradimas gali padėti mokslininkams atskleisti planetų formavimosi paslaptis.

Šešios išorinės planetos sukasi aplink ryškią, į saulę panašią žvaigždę, pavadintą HD110067, esančią Coma Berenice žvaigždyne šiauriniame danguje. Didesnės už Žemę, bet mažesnės už Neptūną, planetos patenka į mažai suprantamą kategoriją, vadinamą subneptūniškomis planetomis, kurios paprastai randamos Paukščių Tako aplink į Saulę panašias žvaigždes. Planetos, pažymėtos nuo b iki g, sukasi aplink žvaigždę dangaus šokyje, žinomu kaip orbitinis rezonansas.

Remiantis trečiadienį žurnale paskelbtu tyrimu, yra pastebimų modelių, kai planetos baigia savo orbitas ir viena kitą veikia gravitacinėmis jėgomis. Žurnalas gamta. Kiekvienai šešiai planetos b, arčiausiai žvaigždės esančios planetos, skrieja tolimiausia planeta g.

Kadangi planeta c apsuka aplink žvaigždę tris orbitas, planeta d apsuka dvi, o kai planeta e baigia keturias orbitas, planeta f – tris.

Šis harmoningas ritmas sukuria rezonansinę grandinę, kurioje šešios planetos išsirikiuoja kas kelias orbitas.

Šią planetų šeimą neįprastu atradimu daro tai, kad mažai kas pasikeitė nuo to laiko, kai sistema susiformavo prieš daugiau nei milijardą metų, ir šis atradimas gali atskleisti planetų evoliuciją ir dominuojančių subplanetų kilmę. Mūsų namų galaktikoje.

Tyrėjai pirmą kartą žvaigždžių sistemą pastebėjo 2020 m., kai NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite arba TESS aptiko HD110067 ryškumo sumažėjimą. Žvaigždžių šviesos kritimas dažnai rodo, kad planeta juda tarp žvaigždės šeimininkės ir stebinčio palydovo, kai planeta juda savo orbitiniu keliu. Šių ryškumo kritimų aptikimas, žinomas kaip tranzito metodas, yra viena iš pagrindinių strategijų, kurią mokslininkai naudoja identifikuodami egzoplanetas per antžeminius ir kosminius teleskopus.

Astronomai iš 2020 m. duomenų nustatė dviejų planetų orbitos periodus aplink žvaigždę. Po dvejų metų TESS vėl stebėjo žvaigždę, o įrodymai rodė skirtingus tų planetų orbitos periodus.

Kai duomenų rinkiniai nebuvo surinkti, astronomas ir pagrindinis tyrimo autorius Raphaelis Lucas su kai kuriais kolegomis nusprendė dar kartą pažvelgti į žvaigždę naudodami kitą palydovą – palydovą. Europos kosmoso agentūros egzoplanetos palydovo apibūdinimasArba Khufu. Nors TESS naudojamas stebėti naktinio dangaus dalis trumpo stebėjimo tikslais, Khufu naudojamas stebėti vieną žvaigždę vienu metu.

„Mes ieškojome signalų tarp visų galimų laikotarpių, kuriuos šios planetos galėtų išgyventi“, – sakė Čikagos universiteto Astronomijos ir astrofizikos katedros doktorantas Luckey.

Jis sakė, kad Khufu surinkti duomenys padėjo komandai išspręsti TESS inicijuotą „detektyvinę istoriją“. Khufu sugebėjo nustatyti trečiosios planetos buvimą sistemoje, kuri buvo lemiama patvirtinant kitų dviejų planetų orbitos periodus, taip pat jų ritminį rezonansą.

Kai komanda suderino likusius nepaaiškinamus TESS duomenis su Cheopso stebėjimais, jie atrado kitas tris planetas, skriejančias aplink žvaigždę. Tolesnės operacijos naudojant antžeminius teleskopus patvirtino planetų egzistavimą.

Khufu skirtas laikas stebėti žvaigždę padėjo astronomams iš TESS duomenų pašalinti mišrius signalus, kad nustatytų, kiek planetų skrieja priešais žvaigždę ir jų orbitų aidus.

„Khufu suteikė mums šį rezonansinį darinį, kuris leido mums numatyti visus kitus laikotarpius. Jei ne šis Khufu apreiškimas, tai būtų buvę neįmanoma”, – sakė Loki.

Artimiausia planeta savo orbitą aplink žvaigždę užbaigia per devynias dienas, o tolimiausia planeta užtrunka apie 55 dienas. Visos planetos aplink savo žvaigždę skrieja greičiau nei Merkurijus, kuriam reikia 88 dienų, kad būtų galima skrieti aplink Saulę.

Atsižvelgiant į tai, kaip arti jos yra HD110067, planetų vidutinė ekstremali temperatūra, panaši į Merkurijaus ir Veneros, svyruoja nuo 332 °F iki 980 °F (167 °C ir 527 °C).

Planetų sistemų, kaip ir mūsų saulės sistemos, formavimasis gali būti žiaurus procesas. Nors astronomai mano, kad planetos iš pradžių linkusios formuotis rezonanso būdu aplink žvaigždes, masyvių planetų gravitacinė įtaka, jų susidūrimas su praeinančia žvaigžde ar susidūrimas su kitu dangaus kūnu gali sutrikdyti harmoninę pusiausvyrą.

Dauguma planetų sistemų nevykdo rezonanso, o tos, kuriose yra daug planetų, kurios išlaikė savo pradines ritmines orbitas, yra retos, sakė Luckey, todėl astronomai nori išsamiai ištirti HD110067 ir jo planetas kaip „retą fosiliją“.

„Manome, kad tik apie vienas procentas visų sistemų išlieka rezonanso sąlygomis“, – sakoma Luckey pranešime. „Tai mums parodo pradinį nepaliestos planetinės sistemos formavimąsi.

Šis atradimas yra antras kartas, kai Khufu padėjo aptikti planetų sistemą su orbitos rezonansu. Pirmasis, žinomas kaip TOI-178 paskelbtas 2021 m.

„Mūsų mokslo komandos žodžiais tariant: Khufu nuostabūs atradimai atrodo įprasti“, – sakė ESA projekto „Khufu“ mokslininkas Maximilianas Güntheris: „Iš trijų žinomų šešių planetų rezonanso sistemų dabar tai yra antrasis rastas. Khufu, ir tik per trejus veiklos metus.

Sistema taip pat galėtų būti naudojama tiriant, kaip formuojasi subneptūninės planetos, teigė tyrimo autoriai.

Nors planetos į pietus nuo Neptūno yra paplitusios Paukščių Take, mūsų Saulės sistemoje jų nėra. Astronomai mažai sutaria, kaip šios planetos susiformavo ir iš ko jos sudarytos, todėl visa sistema, sudaryta iš subneptūno planetų, galėtų padėti mokslininkams daugiau sužinoti apie jų kilmę, sakė Luckey.

Buvo rasta daug egzoplanetų, skriejančių aplink nykštukines žvaigždes, kurios yra daug vėsesnės ir mažesnės už mūsų Saulę, kaip ir mūsų planeta. Garsioji TRAPPIST-1 sistema ir septynios jos planetosTai buvo paskelbta 2017 m. Nors TRAPPIST-1 sistemoje taip pat yra rezonansinė eilutė, žvaigždės šeimininkės silpnumas apsunkina stebėjimus.

Tačiau HD110067, kurios masė siekia 80% mūsų Saulės masės, yra ryškiausia žinoma žvaigždė, kurios orbitoje yra daugiau nei keturios planetos, todėl stebėti sistemą yra daug lengviau.

Pradiniai planetų masės aptikimai rodo, kad kai kurių iš jų atmosfera yra pūsta, daug vandenilio, todėl jie yra idealūs James Webb kosminio teleskopo tyrimo objektai. Kai žvaigždžių šviesa praeina per planetų atmosferą, Webb gali būti naudojamas kiekvieno pasaulio sudėčiai nustatyti.

„Panašu, kad HD110067 sistemos subneptūninės planetos turi mažą masę, o tai rodo, kad jose gali būti daug dujų ar vandens. Būsimi stebėjimai, pavyzdžiui, naudojant James Webb kosminį teleskopą, šios planetos atmosferos gali nustatyti, ar planetose yra uolų. arba vandens turtingas interjeras.