Penemuan aneh tentang sistem enam planet yang selaras sempurna

Studi yang dipimpin Universitas Chicago Astronom Raphael Locke mungkin memberi tahu kita bagaimana planet terbentuk.

Para ilmuwan telah menemukan pemandangan langka di sistem bintang terdekat: enam planet mengorbit bintang pusatnya dalam ritme yang berirama. Planet-planet bergerak dalam orbit waltz yang berulang dengan sangat tepat sehingga dapat dengan mudah diatur ke musik.

Dalam kasus harmoni gravitasi yang “tersinkronisasi” yang jarang terjadi, sistem ini dapat memberikan wawasan mendalam tentang pembentukan dan evolusi planet.

Analisis yang dilakukan oleh ilmuwan Universitas Chicago, Raphael Locke, dipublikasikan pada 29 November di jurnal Science alam.

“Penemuan ini akan menjadi sistem referensi untuk mempelajari bagaimana planet sub-Neptunus, jenis planet paling umum di luar tata surya, terbentuk dan berevolusi, terbuat dari apa, dan apakah mereka memiliki kondisi yang tepat untuk mendukung keberadaannya dari cairan. air di permukaannya,” kata Lokey.

Ilustrasi seniman tentang enam planet baru yang ditemukan mengorbit bintangnya dalam resonansi. Kredit: Roger Thibaut (NCCR PlanetS)

Balet Kosmik di Coma Berenice

Keenam planet tersebut mengorbit sebuah bintang yang dikenal sebagai HD110067, yang terletak sekitar 100 tahun cahaya di konstelasi utara Berenice.

Pada tahun 2020, NASASatelit Survei Transit Exoplanet (dia-kambing) Ia menemukan penurunan kecerahan bintang yang mengindikasikan adanya planet yang lewat di depan permukaan bintang. Menggabungkan data dari TESS dan Badan Antariksa EropaSaat mendeskripsikan satelit ekstrasurya Khovs, tim peneliti menganalisis data dan menemukan konfigurasi pertama dari jenisnya.

Meskipun sistem multi-planet umum terjadi di galaksi kita, sistem yang memiliki konfigurasi gravitasi ketat yang dikenal sebagai “resonansi” lebih jarang diamati oleh para astronom.

Dalam hal ini, planet yang paling dekat dengan bintang membuat tiga orbit untuk setiap dua planet berikutnya – yang disebut resonansi 3/2 – sebuah pola yang berulang di antara empat planet terdekat. Di antara exoplanet, pola empat orbit untuk setiap tiga planet berikut (resonansi 4/3) diulang dua kali.

“Ini menunjukkan kepada kita pembentukan asli sistem planet yang belum tersentuh.”

— Raphael Locke

Orbit yang beresonansi ini sangat kokoh: Planet-planet kemungkinan besar melakukan tarian ritmis yang sama sejak sistem ini terbentuk miliaran tahun yang lalu, kata para ilmuwan.

Animasi ini menunjukkan enam “sub-“NeptunusPlanet ekstrasurya bergerak dalam orbit berirama mengelilingi bintangnya – dengan nada musik saat setiap planet melewati garis yang ditarik melalui sistem. Garis tersebut merupakan tempat planet-planet bersilangan di depan (“transit”) bintangnya dari sudut pandang Bumi. Dalam ritme ini, yang dikenal sebagai resonansi, planet terdalam membuat tiga orbit untuk setiap dua orbit planet berikutnya. Di antara exoplanet, pola empat orbit untuk setiap tiga planet berikut ini diulang dua kali. Kredit: Dr.Hugh Osborne, Universitas Bern

Langka di galaksi

Menemukan sistem resonansi orbital sangat penting karena dapat memberi tahu para astronom tentang pembentukan sistem planet dan evolusi selanjutnya. Planet sirkumbintang cenderung terbentuk secara resonansi, namun dapat dengan mudah terganggu. Misalnya, planet yang sangat masif, tabrakan dengan bintang yang melintas di dekatnya, atau peristiwa tumbukan raksasa dapat mengganggu keseimbangan yang rapuh ini. Akibatnya, banyak sistem multiplanet yang diketahui para astronom tidak berada dalam resonansi namun tampak cukup dekat sehingga bisa beresonansi sekaligus. Namun, sistem multiplanet yang mampu mempertahankan resonansinya jarang terjadi.

“Kami memperkirakan hanya sekitar 1% dari seluruh sistem yang masih berada dalam resonansi, dan jumlah yang lebih kecil menunjukkan serangkaian planet dalam konfigurasi seperti itu,” kata Luckey. Itu sebabnya HD110067 istimewa dan memerlukan studi lebih lanjut: “Ini menunjukkan kepada kita pembentukan asli sistem planet yang belum tersentuh.”

Pengukuran yang lebih tepat terhadap massa dan orbit planet-planet ini diperlukan untuk mempertajam gambaran tentang bagaimana sistem tersebut terbentuk.

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai penemuan ini, lihat Mengungkap Misteri Resonansi Enam Planet.

Referensi: “Sejenis planet sub-Neptunus yang beresonansi melintasi bintang terang HD 110067” oleh R. Luque, HP Osborn, A. Leleu, E. Pallé, A. Bonfanti, O. Barragán, T. G. Wilson, C. Broeg, A .Colier-Cameron , Ibu. Lindell, BFL Maxted, Y. Albert, D. Gandolfi, J.-P. Delisle, MJ Houghton, JA Egger, G. Nowak, M. Lafarga, D. Rapetti, JD Tuecken, JC Morales, I. Carlio, J. Aurel Mikel, V. Adebekian, R. Alonso, A. Al-Qasim, PJ Amado, Dr. Anderson, J. Anglada-Escudi, T. Pandey, T. Barkzi, Dr. Parrado Navasquez, SCC Barros, W. Bomjohan, Dr. Bayliss, JL Bean, M. Beck, T. Beck, W. Benz, N. Bellot, Sz. Csizmadia, PE Cubillos, F. Dai, MB Davies, HJ Deeg, M. Deleuil, A. Deline, L. Delrez, ODS Demangeon, B.-O. Demorasi, D. Ehrenreich, A. Erickson, E. Esparza Borges, b. Falk, A. Fortier, L. Fossati, M. Friedlund, A. Fukui, J. Garcia-Mejia, S. Gill, M. Gillon, E. Goffo, Y. Gómez Maqueo Chew, M. Güdel, EW Guenther, MN Günther, AP Hatzes, Ch. Hilling, K. M. Hess, S. B. Howell, S. Hoyer, K. Ikuta, K. G. Isaac, J. M. Jenkins, T. Kagitani, L. L. Case, T. Kodama, J. Kurth, K. W. F. Lam, J. Laskar, D. W. Latham, A. Lecavilliers des Etangs, J. P. D. Leon, J. H. Livingston, D. Magrin, R. A. Matson, E. C. Matthews, C. Mordasini, M. Mori, M. Moyano, M. Munari, F. Murgas, N. Narita, V. Nascimbini, G. Olofsson , HLM Osborne, R. Ottensamer, I. Pagano, H. Parviainen, J. Petrus, J. Piotto, D. Polacco, D. Queloz, SN Quinn, A. Kerenbach, R. Ragazzoni, N. Rando, F. Ratti, H. Rauer, S. Redfield, I. Ribas, GR Ricker, A. Rudat, L. Sabin, S. Salmon, N. C. Santos, G. Scandariato, N. Schanche, J. E. Schlieder, S. Seager, D. Ségransan ,A.Shporer, AE Simon, AMS Smith, SG Sousa, M. Stalport, Gy. M. Szabó, N. Thomas, A. Tuson, S. Udry, A. M. Vanderburg, V. Van Eylen, V. Van Grootel, J. Venturini, I. Walter, N. A. Walton, N. Watanabe, J. N. Winn dan T. Zingales , 29 November 2023, alam.
doi: 10.1038/s41586-023-06692-3

Profesor Jacob Bean dari Universitas Chicago juga merupakan salah satu penulis makalah ini.