Ritmikusan keringő bolygók ingathatják meg a bolygókeletkezési elméleteket

Csillagászok olyan bolygórendszerre bukkantak, aminek több bolygója is ritkán tapasztalt ritmusban kering a csillagjuk körül – áll az Európai Déli Obszervatórium (ESO) közleményében.

A kutatócsoport a Szobrász csillagképben található TOI-178 katalógusjelű csillag vizsgálatakor először arra jutott, hogy a Földtől nagyjából 200 fényévre található csillag körül két bolygó kering. A Nagyon Nagy Távcső adatait felhasználva azonban rájöttek, hogy nem kettő, hanem öt bolygója van a csillagnak, csak azok bizarr konfigurációban keringenek.

Az Astronomy & Astrophysics című szaklapban megjelent tanulmány szerint a csillaghoz legközelebbi kivételével a bolygók „szigorúan kötött ritmusú rendben járják pályájukat. Szakkifejezéssel élve rezonanciában vannak. Ez az jelenti, hogy a csillag körüli keringés során bizonyos konfigurációk rendszeresen ismétlődnek, egyes bolygók néhány keringés után újra és újra ugyanabban az irányban látszanak a csillag felől nézve”.

Hasonlóan viselkedik a Jupiter három holdja, az Io, az Europa és a Ganymede is. A Jupiterhez legközelebbi Io négy, illetve két teljes keringést végez, mialatt a legtávolabbi Ganymede és az Europa egyet-egyet. Tehát a Jupiter holdjai 4:2:1 arányú rezonanciában vannak egymással.

„A TOI-178 öt külső bolygója a 18:9:6:4:3 lánccal írható le: mialatt a csillagtól számított második bolygó (az első a rezonancialáncban) 18 keringést végez, a harmadik bolygó (a második a rezonancialáncban) 9 keringést, és így tovább”'

– áll a közleményben.

Ezt az ESO egy művész által készített videóban illusztrálja. A bolygók ritmusát zenei harmóniával érzékeltetik úgy, hogy a rezonancialánc mindegyik bolygójához az ötfokozatú zenei skála egy-egy hangját rendelték. Amikor egy bolygó megtesz egy fél- vagy egy teljes kört a csillag körül, megszólal a megfelelő zenei hang. Amikor a bolygók ezekben a pontokban felsorakoznak, a hangok egyszerre szólalnak meg.

Ugyan szép ez a szabályosság, de más aspektusokban már nem feltétlenül jelenik meg: a bolygók nem olyan sűrűségűek, ahogy azt a csillagászok jelenlegi tapasztalatok alapján megjósolták.

„Úgy tűnik, hogy az egyik bolygó sűrűsége akkora, mint a Földé, a rögtön utána következőé azonban csak fele a Neptunusz sűrűségének, míg az azt követőé annyi, mint a Neptunuszé”

– mondta Nathan Hara, a Genfi Egyetem kutatója.

A Naprendszer ebből a szempontból sokkal szabályosabb: a sűrűbb kőzetbolygók a Naphoz közel, míg a kevésbé sűrű gázóriások attól távolabb keringenek.

„A keringés ritmikus harmóniája és a sűrűségek összevisszasága közötti kontraszt komoly kihívást jelent a bolygórendszerek keletkezését és fejlődését magyarázó elméleteink számára”

– jegyezte meg Adrien Leleu, a Genfi és Berni Egyetemek kutatója, a tanulmány vezető szerzője.

Bár a hat bolygó közül egyik sem kering az élet számára megfelelő lakhatási zónában, a kutatók szerint a rezonancialánc folytatásával lehet, hogy találnak további bolygókat, amik esetleg a zónában, vagy ahhoz közel helyezkednek el.

A TESS űrtávcső eredményeit megerősítő nemzetközi csapatban Kiss László, a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont főigazgatója, Szabó M. Gyula, az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium igazgatója és Bárczy Tamás, az Admatis Kft. ügyvezető igazgatója is részt vett a Cheops űrtávcső méréseivel.