https://cdn.eso.org/images/screen/eso2102a.jpgAstronomi so s kombinacijo teleskopov, med katerimi je tudi Zelo velik teleskop (VLT) Evropskega južnega observatorija (ESO), odkrili planetarni sistem, v katerem se nahaja šest eksoplanetov. Odkrivanje novih planetarnih sistemov sicer ni nič nenavadnega, a omenjeni sistem ima eno posebno lastnost: pet od šestih eksoplanetov v sistemu se giba usklajeno okoli središčne zvezde. Takšno ritmično gibanje planetov je redek pojav, zato znanstveniki predvidevajo, da bi sistem lahko skrival pomembne informacije o nastanku in razvoju planetov, tudi tistih v našem Osončju.

Planetarni sistem TOI-178 se nahaja v ozvezdju Kiparja, od Zemlje pa je oddaljen približno 200 svetlobnih let. Ob prvem opazovanju sistema so astronomi mislili, da so odkrili dva planeta, ki se okrog svoje središčne zvezde gibata po isti tirnici. Z bolj podrobnimi opazovanji pa so ugotovili, da so odkrili nekaj čisto drugega. »Z nadaljnjimi opazovanji smo ugotovili, da se okoli zvezde ne gibata le dva planeta na isti tirnici, ampak da se v sistemu nahaja več planetov, ki se gibajo v prav posebni konfiguraciji,« je pojasnil Adrien Leleu (Univerza v Ženevi, Univerza v Bernu, Švica), ki je vodil raziskavo o planetarnem sistemu TOI-178. Rezultati študije so bili objavljeni 25. januarja v reviji Astronomy & Astrophysics.

Nadaljnje raziskave so namreč pokazale, da se v sistemu nahaja kar šest eksoplanetov. Vsi planeti, z izjemo zvezdi najbližjega, se na svojih tirnicah okoli zvezde gibajo v nekakšnem usklajenem ritmičnem plesu. V astronomiji pravimo, da so pri takšnem pojavu planeti v resonanci. Pri gibanju planetov okoli zvezde obstajajo vzorci, ki se ponavljajo. Tako se vsakih nekaj orbit nekateri planeti poravnajo (dva planeta sta poravnana takrat, ko ju lahko povežemo z ravno črto, ki ima izhodišče v središčni zvezdi). Podobna resonančna gibanja lahko opazujemo tudi v Osončju, najbolj znan je primer Jupitrovih satelitov Io, Evrope in Ganimeda. Jupitru najbližja luna Io naredi štiri obhode okoli planeta v istem času, v katerem Ganimed zaključi en obhod. V istem časovnem intervalu pa Evropa napravi dva obhoda okoli Jupitra.

Planeti sistema TOI-178 sledijo veliko bolj zapletenemu vzorcu resonanc (animacijo gibanja planetov si lahko ogledate tukaj). Opažena resonanca je hkrati tudi ena izmed najdaljših znanih resonanc v planetarnih sistemih do zdaj. Medtem ko so tri Jupitrove lune v resonanci 4:2:1, je pet zunanjih planetov sistema TOI-178 v resonančnem zaporedju 18:9:6:4:3. Torej, ko drugi planet po vrsti po oddaljenosti od zvezde (in prvi planet v resonančnem gibanju) naredi 18 obhodov okoli zvezde, tretji planet po oddaljenosti (drugi v resonančnem zaporedju) zaključi 9 obhodov, in tako naprej. Sprva so znanstveniki v sistemu odkrili le pet planetov, a so z opazovanjem resonančnega vzorca lahko izračunali, da v sistemu obstaja še šesti planet, ki je še bližje zvezdi. Ocenili so tudi, kje na tirnici se bo nahajal planet ob njihovem naslednjem opazovanju sistema.

Planetarni sistem TOI-178 ni zanimiv zgolj zaradi svoje posebne orbitalne konfiguracije. Ples planetov v ritmičnem gibanju namreč nudi vpogled v samo zgodovino razvoja planetarnega sistema. »Tirnice planetov v sistemu so zelo pravilne, urejene. To nam pove, da se je ta sistem od svojega nastanka naprej razvijal dokaj mirno,« pojasni soavtor raziskave Yann Alibert (Univerza v Bernu, Švica). Če bi planetarni sistem med nastankom in razvojem prizadela kakšna motnja, na primer trk ali interakcija z večjim objektom, se krhka konfiguracija planetarnih orbit ne bi obdržala. V takšnem primeru bi bile tirnice planetov razporejene bolj naključno, planeti pa ne bi bili v resonanci.

Nered v usklajenem sistemu

Čeprav so tirnice planetov in njihova postavitev v planetarnem sistemu zelo urejeni, pa so gostote šestih eksoplanetov »veliko bolj neurejene,« pojasni Nathan Hara (Univerza v Ženevi, Švica), ki je prav tako sodeloval pri raziskavi. »Planetu, ki ima gostoto podobno Zemljini, sledi planet, ki ima le polovico gostote Neptuna. Temu sledi planet s podobno gostoto, kot jo ima Neptun. To ni nekaj, kar običajno opazimo v planetarnih sistemih.« V našem Osončju si planeti bolj urejeno sledijo po gostoti: od kamnitih ter bolj gostih planetov, ki so bližje Soncu, do bolj oddaljenih plinastih planetov z manjšimi gostotami.

»To nasprotje med usklajenim ritmičnim gibanjem planetov in neurejenostjo po gostoti je zagotovo uganka v našem razumevanju nastanka in razvoja planetarnih sistemov,« pove Leleu.

Natančno opazovanje sistema plod združevanja različnih opazovalnih metod

Astronomi so nenavadno arhitekturo planetarnega sistema TOI-178 raziskovali s podatki različnih satelitov in teleskopov. Uporabili so podatke satelita Evropske vesoljske agencije CHEOPS, instrumenta ESPRESSO na teleskopu VLT ter teleskopov NGTS in SPECULOOS, ki se nahajata na ESO-vem observatoriju Paranal v Čilu. Odkrivanje planetov izven našega Osončja z direktnim slikanjem je zelo težko, zato se morajo astronomi zanašati na drugačne metode. Najbolj pogosti metodi za odkrivanje eksoplanetov sta opazovanje prehoda planeta prek zvezde in meritev radialne hitrosti. Pri prvi metodi astronomi opazujejo svetlobo središčne zvezde sistema, ki se zmanjša, ko pred njo potuje planet, pri drugi metodi pa opazujejo spekter zvezde in v njem iščejo nihanja signala zaradi gravitacijskega vpliva bližnjih planetov. Pri raziskovanju sistema TOI-178 so znanstveniki uporabili obe metodi: CHEOPS, NGTS in SPECULOOS za opazovanje prehodov planetov, ESPRESSO pa za meritev radialnih hitrosti.

Z združevanjem obeh metod so astronomi pridobili glavne informacije o sistemu in njegovih planetih. Vsi planeti so zelo blizu središčni zvezdi (oddaljeni so manj, kot je Zemlja oddaljena od Sonca) in se na svojih tirnicah gibajo zelo hitro. Najhitrejši in zvezdi najbližji planet sistema TOI-178 napravi en obhod okoli zvezde v le nekaj dneh, najpočasnejši in najbolj oddaljen planet pa za to pot potrebuje nekaj deset dni. Po velikosti so planeti različni – njihovi premeri merijo od enega pa do treh premerov Zemlje. Mase planetov se gibajo med 1,5 in 30 masami Zemlje. Nekateri planeti so kamniti, a večji od Zemlje – pravimo jim Super-Zemlje. Spet drugi planeti so plinasti, tako kot zunanji planeti našega Osončja, a so od njih precej manjši. Z drugim imenom takšnim planetom pravimo Mini-Neptuni.

Noben od planetov se ne nahaja na zadostni oddaljenosti od zvezde, da bi sodil v za življenje primerno območje. Vendar pa raziskovalci menijo, da bi lahko obstajalo še več zunanjih planetov, ki so prav tako v resonanci z ostalimi. Ti bi lahko bili znotraj (ali pa vsaj blizu) območja primernega za življenje. ESO-v Zelo velik teleskop (ELT), ki bo z opazovanji priveč v naslednjih desetih letih, bo omogočal direktno slikanje kamnitih eksoplanetov v območju okoli zvezd, ki je primerno za življenje. Omogočal bo tudi opazovanje lastnosti in sestave eksoplanetarnih atmosfer, s tem pa bomo lahko sistem TOI-178 še bolj podrobno spoznali.

 

Rezultati raziskave so bili predstavljeni v članku “Six transiting planets and a chain of Laplace resonances in TOI-178”, ki je bil objavljen v reviji Astronomy & Astrophysics.

Povezava do novice eso2102 Science Release v angleščini: https://www.eso.org/public/news/eso2102/

Prevedla: Katja Bricman


      

 


Dan in noč
Dan in noč
Zvezdna karta
Zvezdna karta
Observatorij Črni Vrh
Luna
Sonce - Mauna Loa
Sonce - Mauna Loa
Sonce - SOHO
Sonce - SOHO Lasco C2 EIT 284 Lasco C3 MDI
Sončne pege
Sončne pege
Severni in južni sij
aurora

Efemeride
02.08.2021 19:25 CEST
02.08.2021 17:25 UT
Sonce vzide 05:45 
zaide 20:30 
Luna vzide 00:34 
zaide 15:47 
Angleški portal v vesolje
Amaterska slika dneva
Amaterska slika dneva
NASA - Slika dneva
ESO - Slika tedna
Hubble - Slika tedna
Kje je ISS?
Kje je ISS?
Osončje
Osončje
Zmaga.com
Zmaga.com
META znanost
META znanost