Сложно «расшифровать» историю формирования и миграции планетных систем, поскольку большинство рано или поздно теряют «равновесие» и сбиваются с орбит. Иногда планеты сталкиваются друг с другом. Поэтому так ценны системы, сохранившие свой ритм. Одна из них — Trappist-1. Ученые объяснили необычную ритмичность орбитального вращения ее семи планет.
Система Trappist-1 находится в 40 световых годах от Земли. В ее центре — маленький и холодный красный карлик, масса которого примерно в 10 раз меньше массы Солнца. Вокруг него вращаются семь планет: четыре по массе сравнимы с Землей, остальные в два раза меньше. Несмотря на размеры, вряд ли… пригодныЭта система предназначена для существования. Благодаря своей компактности она помещалась бы без проблем внутри орбиты Меркурия. Её главное отличие — резонансное движение планет.
Резонанс орбит — это когда периоды обращения планет кратны натуральным числам. В системе Trappist-1 планеты связаны резонансами попарно: 8:5, 5:3, 3:2, 3:2, 4:3 и 3:2. Так за каждые восемь оборотов первой планеты… Trappist-1bВторая планета системы Trappist-1, Trappist-1c, успевает сделать пять оборотов вокруг своей звезды за тот же период времени, что и Земля делает один оборот. Кстати, планеты вращаются быстро. Первая делает оборот вокруг звезды за 1,5 земного дня, а самая дальняя, Trappist-1h, — за 18,7 земного дня.
Такая повторяемость указывает на то, что система сохранила свидетельства обычной миграции планет в диске, вызванной гравитационным взаимодействием между формирующимися планетами и газом в протопланетном диске.
Проблема заключается в том, что подобная миграция в системе, такой как Trappist-1, должна была привести к более простым резонансам между планетами, ближайшими к звезде. Компьютерное моделирование показало, что вместо 8:5 и 5:3 у Trappist-1b, c и d должен быть ритм 3:2.
Учёные пытаются объяснить изменение резонанса планет системы Trappist-1 особыми условиями, сформировавшимися в диске. предположилиИсследование показало, что диск Trappist-1 действовал в 50 раз мощнее ожидаемого на планеты этой системы.
В новом исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Nature AstronomyАстрономы выдвинули альтернативный сценарий, основываясь на идее изменения границ протопланетного диска. В таком случае планеты регулируют собственные обороты.
По расчётам авторов новой работы, внутренние планеты системы Trappist-1 (Trappist-1b, c, d и е) сформировали резонансы 3:2, когда диск вблизи звезды начал рассеиваться. Самые близкие к звезде планеты стали «падать» в открывшееся пространство. Планета Trappist-1е, самая дальняя из них, «притянулась» к внутренней границе протопланетного диска.
Диск постепенно распадался. Trappist-1е от него удалялась, теряя связь с внутренними планетами. Внутренние же планеты всё ближе подходили к звезде, достигнув загадочных резонансов 8:5 и 5:3.
В какой-то момент, следуя за диском, планета Trappist-1e «наткнулась» на мигрирующую «внутрь» пару внешних планет Trappist-1f и g. Это выбило ее с границы диска, и Trappist-1e начала обратное движение к звезде, где вновь встретилась с Trappist-1d. В процессе сближения Trappist-1e, вероятно, прошла с Trappist-1d через резонансы 9:5, 5:3, 8:5, пока не вернулась с ней в ритм 3:2. Позже извне мигрировала планета h, сформировав резонанс с планетой g. Так образовалась современная система Trappist-1.
Исследуя Trappist-1, удалось проверить новые гипотезы об эволюции систем планет. Trappist-1 привлекательна своей сложностью и длинной цепочкой планет. Это хороший образец для проверки альтернативных теорий о формировании планетных систем. объяснила Габриэль Пикьерри (Gabriele Pichierri)Исследовательница из Калифорнийского технологического института (США), также являющаяся соавтором нового исследования, трудится под руководством профессора Константина Батыгина. девятой планетыВ Солнечной системе опубликована новая работа с его участием.