Systém šesti podivně synchronních planet

Geometrické vzory ve vesmíru: Znázornění drah planetárního systému kolem HD110067

Astronomové jsou ohromeni vzdáleným planetárním systémem: šest nebeských těles obíhá kolem hvězdy HD110067 v těsném závěsu – po dobu asi osmi miliard let.

Kolem hvězdy HD110067, která se nachází asi sto světelných let daleko, obíhá několik planet – ale kolik a na jakých drahách se pro odborníky jevilo až dosud záhadou. Přesná pozorování mezinárodního výzkumného týmu s evropským vesmírným dalekohledem „Cheops“ nyní poskytla řešení.

Systém šesti nebeských těles obíhající kolem hvězdy

Podle toho existuje celkem šest planet, které obíhají kolem hvězdy v rezonanci – tedy synchronicitě. To je velmi neobvyklé. To znamená, že oběžné dráhy zůstaly stabilní po dobu přibližně osmi miliard let, uvedli vědci v časopise Nature.

Před třemi lety objevil vesmírný dalekohled ,,Tess“ americké vesmírné agentury NASA slabé změny v jasnosti hvězdy HD110067, která se jeví na 80 % průměru o něco menší než naše Slunce. Při více než osmi miliardách let je téměř dvakrát starší. Ke změnám jasnosti dochází pravidelně, když planety procházejí před hvězdou při pohledu ze Země, což ji mírně ztmavuje. Většina z více než 5 500 známých planet poblíž jiných hvězd se odhalila prostřednictvím takových tranzitů.

Astronomové z dat „Tess“ usoudili, že kolem HD110067 musí oběhnout alespoň dvě ze systému šesti planet, ale kolísání jasu ve skutečnosti neodpovídalo možným drahám. Další měření s „Tess“ v roce 2022 neposkytla žádnou jasnost. Rafael Luque z University of Chicago a jeho kolegové proto hvězdu znovu podrobněji prozkoumali s pomocí „Cheopse“.

Nerušené rezonance

Na rozdíl od ,,Tess“ vesmírný dalekohled, který byl vypuštěn v prosinci 2019, nesleduje jasnost mnoha hvězd najednou, ale spíše s vysokou přesností pozoruje jednotlivé hvězdy tam, kde jsou již známé planety, aby o nich získal podrobné informace. ,,To nám umožnilo konkrétně hledat signály, které odpovídají potenciálním drahám,“ vysvětluje Luque.

Přesné jako hodinky: rytmus oběžných drah; Astronomové jsou ohromeni; Systém šesti podivně synchronních planet
Přesné jako hodinky: rytmus a názorný systém šesti oběžných drah

Pomocí „Cheopsových“ dat tým odborníků zpočátku detekoval tři planety s oběžnými dobami 20,5 dne, 13,7 dne a 9,1 dne. Každá z těchto period je v poměru celých čísel 3:2. Nebeští badatelé nazývají takové vztahy „rezonance“. Počítačové modely vzniku planetárních systémů ukazují, že planety se často formují na drahách, které spolu rezonují.

Takové podmínky však mohou vychýlit z rovnováhy různé vlivy – hvězda procházející blízko nebo dopady asteroidů. „Architektura tohoto systému šesti planet se však od svého zrodu téměř nezměnila,“ zdůrazňuje Luque a jeho tým. Neobvyklý systém tak umožňuje nahlédnout do historie svého vzniku, která zůstává ostatním hvězdám skryta. Přičemž jejich oběžné dráhy se změnily vlivem poruch.

Mini-Neptuny, ne super-Země

Po objasnění tranzitů tří nebeských planet zůstaly v datech z „Cheopse“ další zpočátku nevysvětlitelné změny jasnosti hvězdy. Luque a jeho kolegové to vysvětlili trikem. Protože architektura systému je stále ve svém původním stavu, ostatní planety by se také měly pohybovat ve vzájemné rezonanci, mysleli si. Tímto způsobem vysvětlili všechna pozorování se třemi dalšími planetami s oběžnými dobami 30,8 dne, 41,1 dne a 54,8 dne.

Resonance: Náčrt výzkumu mise Cheops
Resonance: Náčrt výzkumu mise Cheops

Všech šest planet se zdá dvakrát až třikrát větších než Země. Další pozorování pomocí Very Large Telescope v Chile Evropské jižní observatoře také poskytla týmu informace o hmotnostech planet. Objevila se další zvláštnost. Šest souputníků HD110067 zřejmě nejsou „super-Země“, tedy větší nebeské kamenné planety, ale spíše jakousi miniaturní verzi planety Neptun s rozsáhlou atmosférou.

Díky tomu je systém HD110067 podle odborníků ideálním pozorovacím objektem pro vesmírný dalekohled Jamese Webba. Díky svému velkému zrcadlu dokáže určit složení planetárních atmosfér a poskytnout cenné informace o povaze takových mini-Neptunů.

Zdroj: spiegel, Vapol