Телескоп CHEOPS отыскал резонансную цепочку из шести субнептунов

Астрономы при помощи космического телескопа CHEOPS и наземных телескопов обнаружили очень длинную цепочку резонансов Лапласа, содержащую шесть субнептунов, обращающихся вокруг звезды HD 110067. Предполагается, что такая архитектура системы сформировалась изначально, что делает ее интересным объектом для дальнейшего наблюдения. Статья опубликована в журнале Nature.

Свойства некоторых экзопланет может объяснить их миграция по планетной системе — например, это справедливо для короткопериодных горячих газовых гигантов или субнептунов, которые больше Земли, но меньше Нептуна. Разбираться в том, как планеты могут формироваться и эволюционировать, удобно на примере мультипланетных систем, где можно достаточно точно оценить начальные условия их образования. Особенно ценны для ученых системы с орбитальным резонансом, когда орбитальные периоды планет связаны соотношением малых целых чисел, так как в этом случае архитектура орбит могла остаться неизменной с момента ее формирования.

Рафаэль Луке (Rafael Luque) из Чикагского университета и его коллеги сообщили об обнаружении примера орбитального резонанса в системе из шести планет у звезды HD 110067 в ходе анализа данных наблюдений космического телескопа CHEOPS, а также спектрографов CARMENES и HARPS-N, установленных на наземных телескопах.

HD 110067 представляет собой яркую звезду типа K0 в созвездии Волосы Вероники на расстоянии около ста световых лет от Солнца. Масса и радиус звезды примерно в 0,8 раз меньше массы и радиуса Солнца, в 2020 году телескоп TESS обнаружил у нее двух первых кандидатов в экзопланеты.

Данные CHEOPS помогли подтвердить наличие третьей планеты HD 110067d с орбитальным периодом 20,519 дня, после чего ученые заметили, что орбитальные периоды планет HD 110067b, c и d (9,114, 13,673 и 20,519 дня соответственно) имеют отношения, очень близкие к 3/2, что вписывается в орбитальный резонанс Лапласа первого порядка. Исследователи решили проверить, впишутся ли в цепочку резонансов еще три кандидата в планеты. В итоге в системе HD 110067 оказалось шесть подтвержденных экзопланет, которые образуют цепочку резонансов с отношениями орбитальных периодов 3/2—3/2—3/2—4/3—4/3.

Экзопланеты имеют радиусы от 1,94 до 2,85 радиуса Земли, орбитальные периоды от 9 до 55 дней и равновесные температуры от 440 до 800 кельвин. Для трех из них (HD 110067b, HD 110067d и HD 110067f) известна масса (5,69, 8,52 и 5,04 массы Земли соответственно), для остальных (HD 110067c, HD 110067e и HD 110067g) — лишь верхний предел по массе (менее 6,3, 3,9 и 8,4 массы Земли соответственно). Это соответствует модели субнептунов с крупной атмосферой с преобладанием водорода, что позволяет объяснить их относительно низкую объемную плотность.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые нашли необычно длинную резонансную цепочку экзопланет.