Миссия Cheops обнаружила феноменальную систему из шести планет

Миссия Cheops Европейского космического агентства ESA обнаружила уникальную систему, состоящую из шести экзопланет. Ее феномен заключается в том, что пять планет вращаются вокруг своей звезды в строго заданном ритме, нарушая известные науке закономерности.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics, а краткий отчет о нем появился на сайте ESA. В первых же словах исследователи отмечают, что их открытие ставит под сомнение современные теории образования планет.

Уникальная планетная система TOI-178 была обнаружена на расстоянии около 200 световых лет в созвездии Скульптор. Предварительный анализ при помощи спутника TESS показал, что она должна содержать как минимум две или три экзопланеты.

Новые высокоточные наблюдения были проведены при помощи космического телескопа Cheops, который был запущен в 2019 году. Полученные данные позволили уточнить, что найденная система TOI-178 содержит как минимум шесть планет. И она совершенно не похожа ни на нашу Солнечную систему, ни на любую другую известную нам звездную систему.

Ее структура является уникальной. Одна из особенностей системы TOI-178 заключается в движении планет. Установлено, что пять из них, за исключением ближайшей к звезде, при движении по своим орбитам как бы исполняют ритмичный танец в строго заданном ритме. Это явление называется орбитальным резонансом.

Оно означает, что существуют определенные закономерности, которые повторяются при вращении планет вокруг своей звезды. Причем планеты выравниваются и встают в один ряд через каждые несколько орбитальных витков.

Подобное явление ученые ранее зафиксировали на орбитах трех спутников Юпитера: Ио, Европы и Ганимеда. Три этих космических тела выравниваются в соотношении 4:2:1, то есть для этого Ио требуется совершить четыре оборота, Европе - два и Ганимеду - один.

Однако в системе TOI-178 резонансное движение оказалось намного более сложным. Во-первых, в нем участвуют сразу пять планет. Во-вторых, модель их резонанса выглядит как 18:9:6:4:3. Словом, в то время как вторая планета от звезды и первая в этой схеме совершает 18 оборотов вокруг звезды, третья планета и вторая в схеме совершает девять оборотов и так далее.

Интересно, что первоначально ученые обнаружили только четыре планеты, участвующие в этом в резонансе. Однако анализ при помощи компьютерного моделирования показал, что в системе должна находиться еще одна планета (четвертая в схеме и пятая от звезды), вовлеченная в этот странный ритмичный танец.

"Мы очень точно предсказали траекторию ее движения, предположив, что она находится в резонансе с другими планетами, - объясняет ведущий автор исследования Адриен Лело. - Дополнительные наблюдения при помощи Cheops подтвердили, что "потерянная" планета действительно существует и находится на предсказанной орбите".

Далее ученые решили изучить плотность экзопланет, чтобы понять, соответствует ли она известным закономерностям. Для этого были также использованы данные, полученные с помощью наземных телескопов в Чили. Здесь-то астрономов и поджидал второй сюрприз.

Оказалось, что хотя планеты в системе TOI-178 и вращаются вокруг своей звезды строго упорядоченно, их плотность не следует какой-либо определенной закономерности. Например, одна из экзопланет земного типа находится в этой системе рядом с такой же по размеру, но гораздо менее плотной планетой, напоминающей небольшой Юпитер, а следом за ней сразу же идет аналог нашего Нептуна.

"Это совсем не то, что мы ожидали увидеть, - говорит Адриен. - Мы впервые наблюдаем такое в планетной системе. В тех немногих известных нам системах, где планеты вращаются в резонансном ритме, плотность этих планет постепенно уменьшаются по мере удаления от звезды. Теоретически этого же можно было ожидать и от данной системы".

Разницу в плотности можно было бы объяснить катастрофическими событиями, произошедшими в прошлом, например, столкновениями объектов. Однако, как говорят авторы работы, в этом случае система TOI-178 не была бы так гармонична. Уж слишком четко упорядочены в ней орбиты планет, а это говорит о том, что система развивалась довольно плавно с момента своего рождения.