Kepler-80 - самая компактная звездная система с самым сложным орбитальным резонансом - «Наука и технологии»

Когда космический телескоп Kepler обнаружил в 2012 году миниатюрную звездную систему Kepler-80, ученые-астрономы были крайне удивлены тем, насколько "переполненной" является эта система. Пять планет системы вращаются вокруг центральной звезды в пределах расстояния, не превышающего расстояние от Солнца до Меркурия. Такая структура позволила ученым отнести систему Kepler-80 к классу редких систем, известных под названием систем с плотно расположенными внутренними планетами (Systems with Tightly-spaced Inner Planets, STIP), и сам факт существования подобных феноменов не очень хорошо вписывается во все существующие теории, касающиеся процессов формирования планет и планетарных систем.

Один из главных вопросов, которыми задаются ученые, столкнувшись с STIP-системой, заключается в том, какое же явление обеспечивает стабильность орбит такого количества планет, расположенных в достаточно малой области космического пространства в непосредственной близости друг от друга? Ведь по всем канонам взаимное влияние этих планет давно уже должно было повергнуть всю систему в "динамический хаос".

У всех планет системы Kepler-80 имеют орбитальный период (год), равный одним, трем, четырем, семи и девяти земным суткам. Отсюда следует, что планеты вращаются вокруг звезды с достаточно высокой скоростью. Естественно, что гравитационные, центробежные и другие силы, возникающие при таком движении, воздействуют на все планеты системы. Ученые, заинтересовавшись этим фактом, измерили с достаточно высокой точностью орбитальные периоды, параметры всех планет и составили подробную модель системы Kepler-80.

Составленная модель показала, что все пять планет постоянно находятся в сложном синхронизированном "танце", который и является основой стабильности всей системы в целом. "Четыре внешних планеты возвращаются к одному и тому же взаимному расположению каждые 27 суток" - рассказывает Дарин Рэгоззайн (Darin Ragozzine), ученая-астроном из Технологического института Флориды (Florida Institute of Technology). Такое синхронное движение планет известно под названием орбитального резонанса. В данном случае звезда и все планеты системы выступают в роли винтиков и маятников единого "часового механизма", работа которого гарантирует стабильность системы.

А еще система Kepler-80 интересна тем, что четыре ее внешних планеты имеют массу в четыре-шесть раз превышающую массу Земли. А диаметр двух наиболее удаленных от звезды планет минимум в два раза превышает диаметр внутренних планет, что позволило ученым сделать выводы о том, что эти две планеты являются газовыми гигантами.

Расчеты составленной учеными математической модели развития системы Kepler-80 позволили ученым прийти к мнению о том, что данная система изначально сформировалась традиционным путем. Но впоследствии, за очень длительное время существования этой древней системы, планеты приблизились к звезде, их орбиты синхронизировались, образовав удивительную компактную и стабильную систему.