Wielki sukces misji Cheops. Zaobserwowano nietypowy układ planetarny, który nie zmienił się od momentu powstania, czyli od miliardów lat. Planety okrążają w nim swoją gwiazdę w precyzyjnie zsynchronizowany sposób. W odkryciu miał udział dr Grzegorz Nowak z Instytutu Astronomii na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK.
Odkrycie jest wynikiem zespołowej pracy międzynarodowej grupy badaczy m.in. z Chile, Meksyku, Francji, Niemiec, Włoch, Portugalii, Hiszpanii, Szwecji, Szwajcarii, Wielkiej Brytanii, USA oraz Polski. Wyniki opublikowano w najnowszym wydaniu czasopisma "Nature" w artykule "A resonant sextuplet of sub-Neptunes transiting the bright star HD 110067". Nietypowy układ planetarny możliwy był do zaobserwowania dzięki pracy dwóch teleskopów kosmicznych: TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) – sondy NASA oraz Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) – satelity Europejskiej Agencji Kosmicznej.
Gwiazda i jej planety
W 2020 r. TESS wykryła wahania jasności gwiazdy HD110067, znajdującej się w Warkoczu Bereniki. Wskazywały one na obecność planet. Analizy ekspertów z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) potwierdzały początkowo obecność dwóch planet, jednak niezgodność wielu danych zaintrygowała badaczy, którzy postanowili bliżej przyjrzeć się gwieździe.
Właśnie wtedy zdecydowaliśmy się skorzystać z satelity Cheops. Szukaliśmy sygnałów wśród wszystkich potencjalnych okresów, jakie te planety mogły mieć – mówi Rafael Luque z University of Chicago, pierwszy autor artykułu.
Tańczące planety
Najpierw wykazano obecność trzeciej planety, następnie kolejnych – w tej chwili naukowcy są pewni sześciu globów krążących wokół HD110067. Są większe od Ziemi, ale mniejsze od Neptuna, mają najprawdopodobniej niską gęstość i bogate w wodór atmosfery. Poruszają się, co warto podkreślić, w bardzo ciekawy sposób: zsynchronizowany, harmonijny i niezwykle precyzyjny.
Naukowcy odkryli, że wszystkie planety znajdują się w orbitalnym rezonansie – zjawisko to występuje wtedy, gdy wokół masywnego obiektu krążą mniejsze, związane ze sobą siłą grawitacji. W Układzie Słonecznym również mamy taki przykład. To księżyce Jowisza: Io, Europa i Ganimedes. Na jeden obieg Europy wokół Jowisza przypadają dokładnie dwa obiegi Io, a na jeden obieg Ganimedesa – cztery obiegi Io.
Układy planetarne często zaczynają swój żywot w rezonansowej postaci, jednak z czasem dość łatwo ulega ona zaburzeniu. System rozregulowuje się, gdy w okolicy pojawiają się tzw. "nieproszeni goście", np. inne planety bądź gwiazdy. Gwiazda HD110067 i jej planety jest więc naturalną, pierwotną konfiguracją systemu planetarnego, zachowanego w nienaruszonej postaci od miliardów lat. Naukowcy sądzą, że zaledwie jeden procent wszystkich systemów planetarnych pozostaje w rezonansie.
Odkryte planety wykonują pełne okrążenia w czasie od 9 do 54 dni, zachowując przy tym stały rytm. Glob najbliższy gwieździe obiega ją trzykrotnie na każde dwa obiegi kolejnej. To tak zwany rezonans 3:2, który powtarza się też w przypadku kolejnych dwóch planet. Wobec najbardziej oddalonych od HD110067 planet obowiązuje rezonans 4:3, który powtarza się dwukrotnie. Cały łańcuch rezonansowy wygląda więc następująco: 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 i 4:3.
Ważne odkrycie
Naukowcy podkreślają, że to niebywały sukces misji Cheopsa. Spośród zaledwie trzech znanych już systemów rezonansowych z sześcioma planetami to już drugi znaleziony przez tego satelitę. Pierwszy rezonujący układ planetarny nazywa się TOI-178.
Badania odkrytego układu powinny pomóc lepiej zrozumieć procesy powstawania i ewolucji planet.