Megfejtették a bolygók táncának rejtélyét

A hozzánk legközelebbi exobolygók alaposabb vizsgálatára 2019 decemberében indították el az Európai Űrügynökség legújabb kutatószondáját, a Cheopsot, amellyel már ismert vagy pedig időközben felfedezett exobolygókat vizsgálnak meg alaposabban. A Cheops precíz mérései alapján döbbentek rá a csillagászok, hogy a TOI-178 katalógusjelű csillag körül nem a korábban feltételezett kettő, hanem több bolygó kering különleges konfigurációban. A ritmikus mozgású bolygórendszert az Astronomy & Astrophysics című tudományos lapban mutatta be a nemzetközi kutatócsoport, amelynek Szabó M. Gyula professzor, az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatóriumának igazgatója is tagja.

A Szobrász csillagképben, a Földtől mintegy 200 fényév távolságra megfigyelhető TOI-178 csillag körül nagyon szorosan hat bolygó kering, méghozzá egy kivételével szabályos rendben. A csillaghoz legközelebbi bolygón kívül a többi planéta rezonanciában van egymással, ami azt jelenti, hogy a csillag körüli keringés során bizonyos konfigurációk rendszeresen ismétlődnek – mutatta be a felfedezést Szabó M. Gyula kutatóprofesszor.

A csillagászoknak két módszer kombinálásával sikerült összegyűjteniük a legfontosabb információkat a rendszerről és a bolygóiról, amelyek mindegyike csillagához jóval közelebb kering, mint a Nap–Föld-távolság, és sokkal gyorsabban járja körbe azt, mint bolygónk a csillagunkat. A leggyorsabb (legbelső) bolygó mindössze néhány nap alatt tesz meg egy kört, míg a leglassúbbnak ehhez kb. tízszer annyi időre van szüksége. A hat bolygó mérete nagyjából a Földé és annak háromszorosa között van, míg a tömegeik 1,5 és 30 földtömeg közöttiek. Némelyik a Földnél nagyobb kőzetbolygó (szuperföld), mások pedig a Naprendszer külső planétáihoz hasonló gázbolygók, de azoknál kisebbek (mini Neptunuszok).

A bolygók rezonáns tánca több égi mechanikai érdekességnél, ugyanis a rendszer múltjáról is hordoz információt. „A rendszerben a pályák nagyon szépen rendezettek, ami arra utal, hogy az a születése óta nagyobb megrázkódtatások nélkül fejlődött – magyarázza a cikk egyik társszerzője, Yann Alibert (Berni Egyetem). – A rendszert korábban nagyobb zavar érte volna, például egy hatalmas becsapódás formájában, a törékeny pályakonfiguráció azt nem élte volna túl.”

Szabó M. Gyula egy szintetizátoron azt is bemutatta, hogy ez a rezonancia hogyan szólaltatható meg zenei akkordként. Mint mondta, annak idején Johannes Kepler fejében vetődött föl, hogy a bolygók mozgását zenébe konvertálja. Úgy gondolta, hogy minél gyorsabban halad egy bolygó a pályáján, annál magasabb hangot lehet hozzá rendelni. A rezonáns bolygókkal kapcsolatban pedig fölvethető, hogy a keringési periódusokhoz adott esetben zenei hangok is tartozhatnak, amelyek kellemesen szóló akkordot képezhetnek, ahogy ez a TOI-178 esetében hallható – tette hozzá.

A rezonancia ritka jelenség, de a Naprendszerben is megtalálható. Korábbi kutatásokból tudják a csillagászok, hogy egyebek mellett a Jupiter három holdja, a Io, a Ganymede és az Europa is rezonanciában keringenek a gázóriás körül. A Naprendszer kialakulásának időszakában pedig nagy jelentősége volt annak, hogy a Jupiter és a Szaturnusz néhány százmillió évig szintén rezonanciában keringett. „A Jupiter két keringése alatt a Szaturnusz pontosan egyszer keringett. A két égitest kölcsönhatása pedig teljesen átrendezte az egész Naprendszert, aminek során az Uránusz és a Neptunusz is helyet cserélhettek – hívta föl a figyelmet a kutatóprofesszor. – Ennek során az Uránusz is kijjebb dobódott, de a Neptunusz még sokkal jobban.”

A TOI-178 körül szorosan keringő bolygókon az élet nem képzelhető el, pusztító a forróság, de az ilyen és ehhez hasonló bolygórendszerek, exobolygók vizsgálatával a Naprendszer kialakulásáról és a Nap körül lezajlott folyamatok alternatíváiról is sok ismeretet szerezhet az emberiség – tette hozzá a szakértő.

(ELTE)