Ученые считают, что планетарная система находится в таком орбитальном танце уже миллиарды лет.
По мере того, как мы узнаем больше фактов о космосе, становится ясно, что планеты не являются редкостью. Астрономы подтвердили существование тысяч экзопланет и, наконец, стали находить планетарные системы с большим количеством экзопланет, мало чем отличающихся от нашей. В этот список можно добавить систему HD 110067, поскольку международная команда астрономов обнаружила шесть газовых гигантов, вращающихся вокруг родительской звезды. Только количество экзопланет само по себе делает HD 110067 достойной дальнейшего изучения, но есть еще кое-что уникальное - эти экзопланеты вращаются в редком гравитационном резонансе, который, вероятно, повторяется уже миллиарды лет.
Обнаружение экзопланет вокруг HD 110067 было непростой задачей. Первый намек на планетарную активность поступил от спутника TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), который наблюдал за звездой дважды за последние несколько лет. TESS находит экзопланеты, отслеживая транзиты — короткие события, когда планета проходит перед своей звездой с точки зрения наблюдателя. Отслеживание повторяющихся транзитов позволяет определить орбиту экзопланеты на расстоянии сотен или тысяч световых лет.
Вполне естественно, что HD 110067 представляет собой беспорядочную череду транзитов, и потребовалось много времени, чтобы распутать сигналы шести нептуноподобных миров. Астрономам удалось идентифицировать две самые внутренние планеты с орбитальными периодами 9 и 14 земных дней. Благодаря дополнительным данным со спутника CHEOPS, предназначенного для поиска планет, была подтверждена третья экзопланета с 20-дневной орбитой. Долгое время команда ученых под руководством Рафаэля Луке из Чикагского университета не знала, сколько еще планет вращается вокруг HD 110067.
Ключевым моментом здесь стало то, что известные орбиты планет имели резонанс 3/2, то есть когда внутренняя планета совершает три оборота за каждые два оборота следующей. Команда провела математические расчеты, чтобы определить наиболее вероятные стабильные резонансные модели HD 110067, в конечном итоге подтвердив наличие четвертой планеты с 31-дневной орбитой.
Но это еще не все, остались внешние планеты. Математические расчеты показали, что эти планеты должны иметь резонанс 4/3 (41 и 55-дневные орбиты), но часть данных TESS, которые могли бы это подтвердить, были отброшены, поскольку содержали чрезмерное световое загрязнение от Земли и Луны. Однако Джозеф Твикен из SETI и Исследовательского центра Эймса работал над методом компенсации такого рода светового загрязнения. Команда воспользовалась его опытом и сохранила кадры, на которых они нашли две последние экзопланеты именно там, где предсказывал резонанс.
НАСА утверждает, что орбиты в этой планетарной системе чрезвычайно стабильны — вполне возможно, что миры попали в такое состояние миллиарды лет назад, вскоре после образования звезды. Это говорит о том, что HD 110067 не претерпела каких-либо катастрофических событий или орбитальных перестановок, которые, по-видимому, происходили в других солнечных системах. Астрономы планируют провести дополнительные наблюдения за HD 110067, чтобы прояснить некоторые аспекты формирования планет.