Когда астрономы впервые пронаблюдали звезду TOI-178, находящуюся на расстоянии около 200 световых лет от Солнца в созвездии Скульптора, они решили, что обнаружили две экзопланеты, обращающиеся вокруг нее по одной и той же орбите. Но более пристальный взгляд показал, что все обстоит намного сложнее — на самом деле вокруг этой звезды обращается целых шесть планетоподобных спутников.
Дополнительные наблюдения показали, что пять из шести экзопланет (все, кроме ближайшей к звезде) находятся в орбитальном резонансе друг с другом. Это значит, что в их движении имеются регулярно повторяющиеся конфигурации. Примеры подобного явления можно найти и в нашей Солнечной системе. Так, в орбитальном резонансе находятся три из четырех галилеевых лун Юпитера: Ио, Европа и Ганимед. За время, необходимое Ио для совершения четырех оборотов вокруг газового гиганта, Европа совершает два оборота, а Ганимед — один.
У пяти экзопланет звезды TOI-178 наблюдается гораздо более сложная система соизмеримостей, представляющая собой одну из наиболее длинных «резонансных цепочек», когда-либо обнаруженных у внесолнечных миров. Если три спутника Юпитера находятся в резонансе 4:2:1, то объекты системы TOI-178 образуют резонансную цепь 18:9:6:4:3. Пока вторая от звезды планета (первая в резонансной цепи) совершает 18 оборотов, третья от звезды (вторая в цепи) делает 9 оборотов и т.д. Позже, когда ученые нашли пять экзопланет и проанализировали их резонансный ритм, они сумели вычислить, где в этой цепочке должна находиться следующее «звено» и как его отыскать, когда появится ближайшее окно наблюдений.
Радиусы шести спутников TOI-178 лежат в интервале от одного до трех земных, а массы составляют от 1,5 до 30 земных масс. Две внутренние экзопланеты представляют собой каменистые суперземли, остальные напоминают заметно «уменьшенные» внешние планеты Солнечной системы. Такие тела называют мини-нептунами. Орбиты всех объектов проходят на небольшом расстоянии от звезды. Ближайшему к ней требуется всего пара дней на один оборот, наиболее удаленному — несколько недель.
Впрочем, хоть орбиты найденных экзопланет и не попадают в зону обитаемости, не исключено, что, следуя по «резонансной цепочке», астрономы сумеют найти и более далекие миры, обладающие более благоприятными условиями на поверхности. К тому же сам факт орбитальных резонансов TOI-178 указывает на то, что со времен своего образования эта система развивалась удивительно спокойно. Если бы на ранних этапах своей эволюции планеты подверглись значительным возмущениям (например, вследствие гигантских соударений или близких пролетов соседних звезд), хрупкое равновесие орбитальных резонансов неизбежно было бы разрушено.
По материалам: https://www.eso.org
