Un sistema planetario no tan alejado del Sistema Solar tiene seis mundos orbitando su estrella en hermosa y perfecta armonía.
Cada uno de los seis exoplanetas que orbitan la brillante estrella HD 110067 tiene una órbita paralela a la de los exoplanetas adyacentes, lo que da como resultado un raro fenómeno conocido como cadena de resonancia. Esto sugiere que el sistema ha existido relativamente sin perturbaciones desde su formación hace más de mil millones de años: una joya escondida excepcional en la Vía Láctea.
“Creemos que sólo alrededor del uno por ciento de todos los sistemas permanecen en resonancia”, dice el astrofísico Rafael Luque de la Universidad de Chicago. “Nos muestra la configuración prístina de un sistema planetario que ha sobrevivido intacto”.
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Las resonancias orbitales no son infrecuentes ni inesperadas. Ocurren cuando dos cuerpos que orbitan alrededor de un tercer cuerpo ejercen una influencia gravitacional entre sí, de tal manera que sus períodos orbitales se alinean. No exactamente 1:1 – eso parece ser súper poco común – pero se puede expresar como una proporción.
Por ejemplo, Plutón y Neptuno están en resonancia entre sí: Plutón completa 2 órbitas alrededor del Sol por cada 3 de Neptuno; Esa es una resonancia de 2:3. Y algunos de JúpiterLas lunas de están en una cadena de resonancia. Por cada 1 de las órbitas de Ganímedes, Europa completa 2 y Io 4 órbitas, para una cadena de 1:2:4, también conocida como resonancia de Laplace.
¿Pero seis cuerpos exoplanetarios en una cadena de resonancia? Eso es algo realmente especial.
El descubrimiento se realizó orbitando una enana naranja estrella a unos 100 años luz de distancia en la constelación norteña de Coma Berenices. Allí, la NASA TESSA El telescopio buscador de exoplanetas detectó señales de dos planetas en órbita en 2020. Uno parecía tener un período orbital de 5.642 días, pero el período orbital del otro seguía siendo desconocido.
Cuando TESS revisó el sistema dos años después, los datos seguían siendo confusos. Entonces Luque y sus colegas utilizaron el sistema de la Agencia Espacial Europea Keops telescopio espacial que estudia exoplanetas para observar más de cerca. Se dieron cuenta de que el período orbital obtenido previamente era incorrecto y que los datos mostraban más de dos exoplanetas. De hecho, pudieron resolver tres y descubrieron que estaban en una cadena de resonancia.
El resto encajó después de eso.
“Cheops nos dio esta configuración resonante que nos permitió predecir todos los demás períodos”, dice Luque. “Sin esa detección de Keops, habría sido imposible”.
Hay en total seis exoplanetas, con un radio de entre 1,94 y 2,85 veces el de la Tierra, una categoría de mundos conocida como mini-Neptuno. Sus períodos orbitales son, desde el más interno, 9,11 días, 13,67 días, 20,52 días, 30,79 días, 41,06 días y 54,77 días. Esto significa que los pares de exoplanetas están en resonancias de 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 y 4:3; El mundo más interior del sistema HD 110067 realiza seis órbitas por cada órbita del más exterior.
Esto convierte al sistema en el tercero conocido con seis exoplanetas en una cadena de resonancia.
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Se cree que la estrella se formó hace más de mil millones de años; El hecho de que sus planetas estén en una armonía tan hermosa sugiere que no ha sido perturbado por influencias como una migración planetaria, un impacto gigante o incluso el paso de una estrella. Se cree que algunos de los planetas del Sistema Solar, por ejemplo, han migrado en el pasado.
Es realmente fácil alterar la resonancia. Los astrónomos han identificado una serie de sistemas que tienen períodos orbitales cercanos a la resonancia, pero las verdaderas cadenas de resonancia son pocas y espaciadas. Por lo tanto, el sistema HD 110067 es un tesoro poco común y representa una maravillosa oportunidad para aprender más sobre este fascinante fenómeno.
“La delicada configuración actual de las órbitas planetarias en HD 110067 descarta cualquier evento violento durante los mil millones de años de historia del sistema, lo que lo convierte en un ‘fósil’ raro para estudiar los mecanismos de migración y las propiedades de su disco protoplanetario en un ambiente prístino. ” escriben los investigadores en su artículo.
“La combinación del brillo de la estrella anfitriona y la presencia inferida de atmósferas extendidas en la mayoría de sus planetas hace de HD 110067 el sistema subneptuno multiplanetario más favorable para observar en espectroscopía de transmisión con el telescopio espacial James Webb. HD 110067 ofrece una oportunidad para Obtenga información sobre la naturaleza de los planetas subneptuno y dónde, cómo y bajo qué condiciones se forman y sobreviven las cadenas resonantes”.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.