Na 3 okrążenia ostatniej planety, przedostatnia wykonuje 4. Odkryto nietypowy układ planetarny
Dwieście lat świetlnych od Ziemi znajduje gwiazda TOI-178. Jakiś czas temu w jej otoczeniu naukowcy odkryli dwie planety, które zdawały się krążyć po jednej i tej samej orbicie. Naukowcy postanowili się jej zatem dokładniej przyjrzeć.
Badania przeprowadzone za pomocą największych teleskopów naziemnych, w tym Bardzo Dużego Teleskopu w Chile pozwoliły odkryć, że w rzeczywistości wokół gwiazdy nie krążą dwie, a aż sześć planet. Skąd taka pomyłka? Jak się okazuje planety w tym układzie planetarnym mają bardzo zaskakujące orbity.
Rezonans orbitalny w wersji hardcore
Czym jest rezonans orbitalny najłatwiej wytłumaczyć na przykładzie największych księżyców Jowisza. Chodzi o to, że okresy orbitalne poszczególnych planet, księżyców co kilka orbit nakładają się na siebie, przez co spotykają się one regularnie w tym samym miejscu orbity. Na każde okrążenie Jowisza przez Ganimedesa, Europa wykonuje dwa okrążenia, a Io cztery. W tym przypadku mówimy o rezonansie 4:2:1.
W przypadku układu planetarnego TOI-178 rezonans między planetami jest dużo bardziej wyrafinowany. Co ciekawe najbardziej wewnętrzna planeta tego układu nie znajduje się w rezonansie z pozostałymi pięcioma. Pozostałe są jednak w rezonansie 18:9:6:4:3. Tak jak w przypadku księżyców Jowisza, na każde trzy okrążenia ostatniej planety, przedostatnia wykonuje 4, kolejne 6, 9 i 18.
Obecnie przyjmowane teorie formowania układów planetarnych mówią, że rezonans jest stanem delikatnej równowagi. Jakakolwiek burzliwa przeszłość układu planetarnego niemal gwarantuje wprowadzenie większego chaosu i zniszczenie rezonansu. Biorąc pod uwagę, że w przypadku TOI-178 rezonans obejmuje aż pięć planet, można stwierdzić, że przeszłość tego układu planetarnego raczej należała do bardzo spokojnych.
To jak powstały te planety?
Na pierwszy rzut oka zatem wszystko wygląda bardzo uporządkowanie. Naukowcy jednak postanowili sprawdzić gęstość poszczególnych planet tego układu i... nic tu do siebie nie pasuje.
Opierając się o budowę Układu Słonecznego można podejrzewać, że bliżej gwiazdy powstają planety skaliste, składające się z cięższych pierwiastków, a dalej od gwiazdy powstają gazowe olbrzymy składające się z lekkich pierwiastków, które bliżej gwiazdy były po prostu z łatwością wywiewane przez wiatry gwiazdowe.
W przypadku TOI-178 jest jednak inaczej. Przemierzając przestrzeń od samej gwiazdy na zewnątrz układu planetarnego można napotkać po kolei najpierw planetę skalistą o gęstości Ziemi, następnie planetę gazową dwa razy rzadszą od Neptuna, a później... planetę o gęstości Neptuna (czyli dwa razy gęstszą od poprzedniej).
Jak to pogodzić?
Trudno powiedzieć. Po raz kolejny naukowcy stanęli przed pozorną sprzecznością i będą musieli się sporo natrudzić, aby ją rozwiązać. Nie zmienia to faktu, że TOI-178 jest jednym z liczniejszych odkrytych układów planetarnych. Jego wyjątkowa rytmiczność, w połączeniu z chaosem związanym z gęstością poszczególnych planet sprawia, że z pewnością jeszcze wielokrotnie będzie on poddawany skrupulatnym badaniom za pomocą największych oraz przyszłych teleskopów kosmicznych.
