Descobreixen un sistema de sis planetes que orbiten en sorprenent ressonància. El sistema TOI-178. compta amb sis exoplanetes i tots, menys el més proper a l’estrella, són presoners d’un ritme peculiar. La troballa, segons els autors, desafia la nostra comprensió de la formació i evolució dels sistemes planetaris.
L’animació sobre aquestes línies mostra una representació de les òrbites i moviments dels planetes del sistema TOI-178. Noves investigacions d’Adrien Leleu i els seus col·legues, dutes a terme amb diversos telescopis, incloent el Very Large Telescope de l’ESO, han revelat que el sistema compta amb sis exoplanetes i que tots, menys el més proper a l’estrella, són presoners d’un ritme peculiar a mesura que es mouen en les seves respectives òrbites (representades en color taronja). En altres paraules, estan en ressonància. Això vol dir que hi ha patrons que es repeteixen a mesura que els planetes es mouen al voltant de l’estrella, fent que alguns planetes s’alineïn cada poques òrbites.
En aquesta recreació artística, el moviment rítmic dels planetes al voltant de l’estrella central es representa a través d’una harmonia musical, creada mitjançant l’atribució d’una nota (en l’escala pentatònica) a cada un dels planetes de la cadena de ressonància. Aquesta nota es reprodueix quan un planeta completa una òrbita o mitja òrbita; quan els planetes s’alineen en aquests punts de les seves òrbites, sonen en ressonància.
La primera vegada que l’equip va observar TOI-178, un estel a uns 200 anys llum de distància, a la constel·lació de Sculptor, van pensar que havien vist dos planetes envoltant en la mateixa òrbita. No obstant això, en fer una ullada més de prop, van veure una cosa completament diferent. “Després de dur a terme més observacions, ens vam adonar que no hi havia dos planetes orbitant l’estrella a aproximadament la mateixa distància d’ella, sinó més aviat múltiples planetes en una configuració molt especial”, diu Adrien Leleu, de la Universitat de Ginebra i la Universitat de Berna (Suïssa), que ha dirigit un nou estudi sobre aquest sistema publicat a la revista Astronomy & Astrophysics.
Aquesta ressonància és similar a la que s’observa en les òrbites de tres de les llunes de Júpiter: Ió, Europa i Ganímedes. Ió, el més proper dels tres a Júpiter, completa 4 òrbites al voltant de Júpiter per a cada òrbita de Ganímedes, la més lenta, i dues òrbites completes per cada òrbita d’Europa.
Els cinc planetes exteriors del sistema TOI-178 segueixen una cadena de 18: 9: 6: 4: 3.
Els cinc exoplanetes exteriors de sistema TOI-178 segueixen una cadena de ressonància molt més complexa, una de les més llargues descobertes fins ara en un sistema de planetes.
Mentre que les tres llunes de Júpiter estan en una ressonància de 4: 2: 1, els cinc planetes exteriors del sistema TOI-178 segueixen una cadena de 18: 9: 6: 4: 3, és a dir, mentre que el segon planeta de l’estrella (el primer en la cadena de ressonància) completa 18 òrbites, el tercer planeta des del principi (segon en la cadena) completa nou òrbites, i així successivament. De fet, inicialment els científics només van trobar cinc planetes en el sistema, però seguint aquest ritme ressonant van calcular on podria haver un altre planeta addicional per buscar-lo en quan disposessin d’una finestra d’observació.
Més que una curiositat orbital, aquesta dansa de planetes ressonants proporciona pistes sobre el passat del sistema. “Les òrbites d’aquest sistema estan molt ben ordenades, el que ens diu que aquest sistema ha evolucionat d’una manera suau des del seu naixement”, explica el coautor, Yann Alibert, de la Universitat de Berna. Si el sistema hagués patit pertorbacions importants en els moments inicials de la seva formació, per exemple, per un gran impacte, aquesta fràgil configuració d’òrbites no hauria sobreviscut. La troballa desafia la nostra comprensió de la formació i evolució dels sistemes planetaris.
Tot i que la disposició de les òrbites sigui clara i ben ordenada, les densitats dels planetes “són molt més desordenades”, afirma Nathan Hara, de la Universitat de Ginebra (Suïssa), qui també va participar en l’estudi. “Sembla que hi ha un planeta tan dens com la Terra just al costat d’un planeta molt esponjós, amb la meitat de la densitat de Neptú, seguit d’un planeta amb la densitat de Neptú. No és al que estem acostumats”. En el nostre Sistema Solar, per exemple, els planetes estan perfectament disposats, amb els planetes rocosos i més densos més a prop de l’estrella central i els esponjosos planetes gasosos de baixa densitat més allunyats. Segons Leleu, “aquest contrast entre l’harmonia rítmica del moviment orbital i les densitats desordenades desafia sens dubte la nostra comprensió de la formació i evolució dels sistemes planetaris”.
Font: ESO/Voz Populi.