Un extraño descubrimiento de un sistema de seis planetas en perfecta armonía

estudio dirigido Universidad de Chicago El astrónomo Raphael Locke podría decirnos cómo se forman los planetas.

Los científicos han descubierto una visión poco común en un sistema estelar cercano: seis planetas orbitando rítmicamente su estrella central. Los planetas se mueven en un vals orbital que se repite con tanta precisión que se le puede poner música fácilmente.

En un raro caso de armonía gravitacional «sincronizada», el sistema podría proporcionar una visión profunda de la formación y evolución del planeta.

El análisis, realizado por el científico Raphael Locke de la Universidad de Chicago, se publicó el 29 de noviembre en la revista Science. naturaleza.

“Este descubrimiento se convertirá en un sistema de referencia para estudiar cómo se forman y evolucionan los planetas subneptunianos, el tipo más común de planetas fuera del sistema solar, de qué están hechos y si tienen las condiciones adecuadas para sustentar su existencia desde el estado líquido. agua en sus superficies”, dijo Lokey.

Ilustración artística de los seis planetas recién descubiertos que orbitan su estrella en resonancia. Crédito: Roger Thibaut (NCCR PlanetS)

Ballet Cósmico en Coma Berenice

Los seis planetas orbitan alrededor de una estrella conocida como HD110067, que se encuentra a unos 100 años luz de distancia, en la constelación norteña de Berenice.

En 2020, NASASatélite de estudio de exoplanetas en tránsito (macho cabrío) Descubrió caídas en el brillo de la estrella que indican que los planetas pasan frente a la superficie de la estrella. Combinando datos de TESS y Agencia Espacial EuropeaAl describir el satélite exoplaneta Khovs, un equipo de investigadores analizó los datos y descubrió la primera configuración de su tipo.

Si bien los sistemas multiplanetarios son comunes en nuestra galaxia, los astrónomos observan con mucha menos frecuencia aquellos que tienen una configuración gravitacional estrecha conocida como «resonancia».

En este caso, el planeta más cercano a la estrella realiza tres órbitas por cada dos del siguiente planeta (llamada resonancia 3/2), un patrón que se repite entre los cuatro planetas más cercanos. Entre los exoplanetas, se repite dos veces un patrón de cuatro órbitas por cada tres de los siguientes planetas (4/3 de resonancia).

«Nos muestra la formación original de un sistema planetario intacto».

— Rafael Locke

Estas órbitas resonantes son sólidas como una roca: los planetas probablemente han estado realizando la misma danza rítmica desde que se formó el sistema hace miles de millones de años, dijeron los científicos.

Esta animación muestra seis «sub-«NeptunoLos exoplanetas se mueven en órbitas rítmicas alrededor de su estrella, con una nota musical cuando cada planeta pasa por una línea trazada a través del sistema. La línea es donde los planetas cruzan frente a (“tránsito”) su estrella desde la perspectiva de la Tierra. En estos ritmos, conocidos como resonancias, el planeta más interior realiza tres órbitas por cada dos órbitas del planeta siguiente. Entre los exoplanetas, se repite dos veces un patrón de cuatro órbitas por cada tres de los siguientes planetas. Crédito: Dr. Hugh Osborne, Universidad de Berna

Raro en la galaxia

Encontrar sistemas de resonancia orbital es muy importante porque informan a los astrónomos sobre la formación de un sistema planetario y su posterior evolución. Los planetas circunestelares tienden a formarse en resonancia, pero pueden perturbarse fácilmente. Por ejemplo, un planeta muy masivo, una colisión cercana con una estrella que pasa o un impacto gigante podrían alterar el delicado equilibrio. Como resultado, muchos sistemas multiplanetarios conocidos por los astrónomos no están en resonancia, pero parecen lo suficientemente cerca como para poder tener resonancia de inmediato. Sin embargo, los sistemas multiplanetarios que mantienen su resonancia son raros.

«Creemos que sólo alrededor del 1% de todos los sistemas permanecen en resonancia, y un número menor muestra una serie de planetas en esa configuración», dijo Luckey. Por eso HD110067 es especial y requiere más estudios: «Nos muestra la formación original de un sistema planetario intacto».

Se necesitarán mediciones más precisas de las masas y órbitas de estos planetas para mejorar la imagen de cómo se formó el sistema.

Para obtener más información sobre este descubrimiento, consulte Desvelando el misterio de la resonancia de los seis planetas.

المرجع: «سداسية رنانة من الكواكب الفرعية نبتون تعبر النجم الساطع HD 110067» بقلم R. Luque، HP Osborn، A. Leleu، E. Pallé، A. Bonfanti، O. Barragán، TG Wilson، C. Broeg، A. كولير كاميرون , madre. Lindell, BFL Maxted, Y. Alibert, D. Gandolfi, J.-P. Delisle, M.J. Houghton, J.A. Egger, G. Nowak, M. Lafarga, D. Rapetti, J.D. Tuecken, J.C. Morales, I. Carlio, J. Aurel Mikel, V. Adebekian, R. Alonso, A. Al-Qasim, PJ Amado, Dr. Anderson, J. Anglada-Escudí, T. Pandey, T. Barkzi, Dr. Parrado Navasquez, SCC Barros, W. Bomjohan, Dr. Bayliss, J.L. Bean, M. Beck, T. Beck, W. Benz, N. Bellot, tamaño. Csizmadia, PE Cubillos, F. Dai, MB Davies, HJ Deeg, M. Deleuil, A. Deline, L. Delrez, ODS Demangeon, B.-O. Demory, D. Ehrenreich, A. Erickson, E. Esparza Borges, n. Falk, A. Fortier, L. Fossati, M. Friedlund, A. Fukui, J. García-Mejía, S. Gill, M. Gillon, E. Goffo, Y. Gómez Maqueo Chew, M. Güdel, EW Guenther, MN Günther, AP Hatzes, Ch. Hilling, K. M. Hess, S. B. Howell, S. Hoyer, K. Ikuta, K. G. Isaac, J. M. Jenkins, T. Kagitani, L. L. Case, T. Kodama, J. Kurth, K. W. F. Lam, J. Laskar, D. W. Latham, A. Lecavilliers des Etangs, J. P. D. Leon, J. H. Livingston, D. Magrin, R. A. Matson, E. C. Matthews, C. Mordasini, M. Mori, M. Moyano, M. Munari, F. Murgas, N. Narita, V. Nascimbini, G. Olofsson , H. L. M. Osborne, R. Ottensamer, I. Pagano, H. Parviainen, J. Pedro, J. Piotto, D. Polacco, D. Queloz, S.N. Quinn, A. Kerenbach, R. Ragazzoni, N. Rando, F. Ratti, H. Rauer, S. Redfield, I. Ribas, GR Ricker, A. Rudat, L. Sabin, S. Salmon, N. C. Santos, G. Scandariato, N. Schanche, J. E. Schlieder, S. Seager, D. Ségransan Shporer A, Simon AE, Smith AMS, Sousa SG, Stalport M, Gy. M. Szabó, N. Thomas, A. Tuson, S. Udry, A. M. Vanderburg, V. Van Eylen, V. Van Grootel, J. Venturini, I. Walter, N. A. Walton, N. Watanabe, J. N. Winn y T. Zingales , 29 de noviembre de 2023, naturaleza.
doi: 10.1038/s41586-023-06692-3

El profesor Jacob Bean de la Universidad de Chicago también fue coautor de este artículo.