CHEOPS находит уникальную планетарную систему

Музыкальные ноты, которые вместе звучат приятно, могут образовывать гармонию. Эти ноты обычно находятся в особой взаимосвязи друг с другом: когда они выражаются в виде частот, их соотношение дает простые дроби, такие как четыре трети или три половины. Точно так же планетная система также может формировать своего рода гармонию, когда планеты, отношения орбитального периода которых образуют простые фракции, регулярно притягиваются друг к другу своей гравитацией. Например, когда одной планете требуется три дня для обращения вокруг своей звезды, а у ее соседа — два дня. Используя , ученые во главе с астрофизиком Адрианом Лелеу из Центра космоса и обитаемости Бернского университета, Женевского университета и Национального центра компетенции в исследованиях PlanetS обнаружили такие отношения между пятью из шести планет, вращающихся вокруг Земли. TOI-178, находящаяся на расстоянии более 200 световых лет от Земли. Результаты опубликованы в журнале. Астрономия и астрофизика.


Недостаток в неожиданной головоломке

«Этот результат нас удивил, поскольку предыдущие наблюдения с помощью спутника исследования транзитных экзопланет (TESS) НАСА указывали на систему из трех планет, при этом две планеты вращаются очень близко друг к другу. Поэтому мы наблюдали систему с помощью дополнительных инструментов, таких как наземный ESPRESSO спектрографа в обсерватории Паранал Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили, но результаты были неубедительными », — вспоминает Лелеу. Поэтому, когда он и его коллеги впервые предложили более внимательно изучить систему, они не были уверены, что они найдут. Высокая точность и маневренность CHEOPS требовались, чтобы внести ясность, но это оказалось труднее, чем ожидалось. «После анализа данных за одиннадцать дней наблюдений за системой с помощью CHEOPS оказалось, что планет больше, чем мы думали изначально», — говорит Лелеу. Команда определила возможное решение с пятью планетами и решила потратить еще один день драгоценного времени на наблюдения в системе, чтобы подтвердить. Они обнаружили, что действительно присутствовало пять планет с орбитальными периодами около 2, 3, 6, 10 и 20 дней соответственно.

Хотя система с пятью планетами сама по себе была бы весьма примечательной находкой, Лелеу и его коллеги заметили, что в этой истории есть еще кое-что: казалось, что система находится в гармонии. «Наша теория предполагала, что в этой гармонии могла быть еще одна планета, однако ее орбитальный период должен был составлять почти 15 дней», — объясняет Лелеу. Чтобы проверить, верна ли их теория на самом деле, команда запланировала еще одно наблюдение с помощью CHEOPS в точное время, когда эта пропавшая планета пройдет мимо — если она существует. Но затем грозила свести на нет их планы.

Прогноз подтвержден, несмотря на близкое столкновение

«Незадолго до начала наблюдений кусок космического мусора угрожал столкнуться со спутником CHEOPS», — вспоминает соавтор и профессор астрофизики Бернского университета Янн Алиберт. Поэтому центр управления Европейского космического агентства () инициировал маневр уклонения спутника, и все наблюдения были прерваны. «Но, к нашему большому облегчению, этот маневр был выполнен очень эффективно, и спутник смог возобновить наблюдения как раз вовремя, чтобы запечатлеть проходящую мимо таинственную планету», — сообщает Натан Хара, соавтор и астрофизик из Женевского университета. «Несколько дней спустя данные четко указали на присутствие дополнительной планеты и, таким образом, подтвердили, что в системе TOI-178 действительно было шесть планет», — объясняет Хара.

Система, которая бросает вызов современному пониманию

Благодаря точности измерений CHEOPS, а также предыдущих данных миссии TESS, спектрографу ESO ESPRESSO и другим, ученые смогли не только измерить периоды и размеры планет, которые в 1,1–3 раза превышают Земли. но также оцените их плотность. Вместе с этим последовал еще один сюрприз: по сравнению с гармоничным и упорядоченным способом вращения планет вокруг своей звезды их плотности кажутся дикой смесью.

«Мы впервые наблюдаем что-то подобное», — отмечает ученый проекта Кейт Исаак и добавляет, что «в нескольких известных нам системах с такой гармонией плотность планет неуклонно уменьшается по мере удаления от звезды. В системе TOI-178 плотная планета земного типа, такая как , кажется, находится рядом с очень пушистой планетой с половиной плотности Нептуна, за которой следует планета, очень похожая на Нептун ».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments