Vďaka údajom zozbieraných viacerými teleskopmi vrátane systému teleskopov VLT (Very Large Teleskop) a kozmických observatórií TESS a CHEOPS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) sme dokázali odhaliť vzácnu sústavu šiestich exoplanét, ktoré obiehajú okolo svojej domovskej hviezdy naozaj špecifickým spôsobom, o téme informoval portál Phys.

Systém planét, ktorý ukrýva niekoľko záhad

Exoplanéty boli objavené neďaleko hviezdy TOI-178 nachádzajúcej sa vo vzdialenosti približne 200 svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Sochár. Hoci prvotné pozorovania nevykazovali nič, čo by naznačovalo, že pôjde o tak raritnú planetárnu sústavu, opak bol pravdou.

Znázornenie planetárneho systému TOI-178. ESO

Prvé pozorovania hviezdy TOI-178 odhalili vedcom dve exoplanéty obiehajúce po takmer identickej orbitálnej dráhe. To našťastie vedcov zaujalo natoľko, že planetárny systém sa rozhodli preskúmať oveľa detailnejšie, ale to ešte netušili, aké prekvapenie na nich čaká.

Ďalší detailný prieskum totiž odhalil, že okolo hviezdy v podobnej vzdialenosti neobiehajú len dve planéty, ale podstatne viac.

„Pomocou ďalších pozorovaní sme odhalili, že okolo hviezdy neobiehajú len dve hviezdy v podobnej vzdialenosti, ale skôr viacero hviezd vo veľmi špecifickej konfigurácii“, uvádza Adrien Leleu, hlavný autor štúdie publikovanej v prestížnom vedeckom žurnále Astronomy & Astrophysics.

Koordinovaný pohyb planét

Konkrétne sa astronómom podarilo objaviť šesť planét, pričom päť z nich (okrem tej k hviezde najbližšej) sa po svojich orbitálnych dráhach pohybujú nesmierne koordinovaným spôsobom, čo znamená, že sa nachádzajú v tzv. dráhovej rezonancii.

Dráhová rezonancia predstavuje vlastnosť pohybu dvoch telies planetárnej sústavy, ktorá ovplyvňuje stabilitu ich usporiadania. Pri obiehaní okolo hviezdy teda existujú určité konfigurácie alebo vzory, ktoré sa neustále opakujú.

Dobrým príkladom dráhovej rezonancie v slnečnej sústave sú tri dobre známe mesiace planéty Jupiter – Io, Európa, Ganymedes. Tie sa nachádzajú v rezonancii v pomere 4:2:1, čo znamená, že pokým Ganymedes obehne Jupiter, Io ho stihne obletieť 4-krát, a kým Európa obehne Jupiter, Io ho obletí 2-krát. Viac o dráhovej rezonancii, ale aj konci slnečnej sústavy nájdeš na tomto odkaze.

Podobný dej môže sledovať aj pri novoobjavených exoplanétach, ktoré však majú svoj rezonančný pomer oveľa väčší. Podľa dostupných informácií sa dokonca jedná o jeden z najdlhších rezonančných reťazcov, aké sme dokázali spozorovať. Presnejšie má päť objavených exoplanét rezonančný pomer 18:9:4:3, čo znamená, že zakiaľ druhá planéta (prvá v tomto reťazci) dokončí 18 dráh, tretia stihne dokončiť 9, štvrtá 4 a posledná iba 3.

Zaujímavosťou je aj to, že ako prvé boli objavené planéty nachádzajúce sa v rezonancii a šiesta planéta tohto systému bola objavená až dodatočne. Tú astronómovia objavili na základe uvedeného rezonančné rytmu, z ktorého dokázali vypočítať, kde približne by sa mohla nachádzať ďalšia planéta.

Zvláštnosť tohto systému je umocnená rozložením planét

Okrem svojich orbitálnych dráh však systém TOI-178 zaujal aj niečím úplne iným. Tou je nedokonalé, respektíve podľa hustoty nepravidelné usporiadanie planét. Zatiaľ čo v slnečnej sústave sú planéty podľa hustoty usporiadané relatívne rovnomerne (hustejšie skalnaté planéty sú bližšie k Slnku a redšie plynné sú ďalej od Slnka), v systéme TOI-178 sú usporiadané spôsobom na ktorý nie sme zvyknutí.

„Zdá sa, že hneď vedľa planéty s hustotou podobnou Zemi sa nachádza veľmi „nadýchaná“ planéta s polovičnou hustotou planéty Neptún a hneď za tým nasleduje planéta s hustotou Neptúnu. Na podobné usporiadanie nie sme zvyknutí,“ vysvetľuje vedec Adrien Leleu.

Objav samotných planét a ich prieskum celého systému bol uskutočnený prostredníctvom dvoch nepriamych metód detekcie. Presnejšie metódou radiálnej rýchlosti, ktorej princíp spočíva na Dopplerovom jave, kedy sa vlnová dĺžka svetla zväčší pri vzďaľujúcich sa objektoch, alebo sa zmenší pri približujúcich sa objektoch a tranzitnou metódou, ktorá meria svetelnú krivku hviezd pri prechode exoplanéty. Táto metóda umožňuje tiež pozorovateľom odhadnúť veľkosť detegovanej planéty.

Tranzit bol pozorovaný pomocou observatórií CHEOPS, NGTS (Next-Generation Transit Survey), SPECULOOS (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars) a na meranie radiálnej rýchlosti bol využitý prístroj ESPRESSO (Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanet- and Stable Spectroscopic Observations).

Kombináciou oboch techník dokázali autori štúdie zhromaždiť kľúčové informácie o systéme TOI-178 a jeho planétach, ktoré obiehajú okolo svojej centrálnej hviezdy oveľa bližšie a rýchlejšie ako Zem okolo Slnka.

Najbližšia a najrýchlejšia planéta stihne hviezdu obehnúť v priebehu niekoľkých dní, zatiaľ čo najvzdialenejšej to trvá až 10-krát viac. Portál Space uvádza, že planéty obiehajú okolo svojej hviezdy približne každých 2, 3, 6, 10, 15 a 20 dní.

Čo sa týka veľkostí planéty, ich rozmery sa pohybujú do priemeru Zeme až do maximálne 3-násoku Zeme, zatiaľ čo ich hmotnosť sa pohybuje v rozmedzí od 1,5 až 30-násobku Zeme. Ako sme už uviedli vyššie, niektoré planéty sú kamenné a radia sa do kategórie Super-Zeme, iné sú plynné, ale omnoho menšie ako tie v našej slnečnej sústave a radia sa do kategórie Mini-Neptún.

Autori štúdie upozorňujú, že nejde len o objav planét v špecifickej rezonacii, ale o objav, ktorý nám môže poskytnúť cenné informácie o minulosti celého systému a tom ako sa planéty v planetárnych systémoch vyvíjajú.