Rzadki obcy układ słoneczny zmienia się tak szybko, że widzimy to na żywo
Wyobraź sobie, że planety w naszym własnym Układzie Słonecznym nagle zaczynają odchylać się od swoich zwykłych trajektorii, jak samochody zygzakujące na autostradzie. Właśnie to odkryli astronomowie w odległym układzie gwiezdnym – i zmienia się on tak szybko, że ludzie mogą obserwować to w czasie rzeczywistym.
Korzystając z sondy TESS NASA i teleskopu na Antarktydzie, naukowcy znaleźli trzy egzoplanety krążące wokół gwiazdy TOI-201, oddalonej o około 370 lat świetlnych od Ziemi. Planety te radykalnie różnią się od siebie, a ich orbity przesuwają się tak mocno, że za zaledwie 200 lat przestaną przechodzić przed swoją gwiazdą – mgnienie oka w kosmicznej skali.
Układ niepodobny do naszego
W naszym Układzie Słonecznym wszystkie planety krążą wokół Słońca po względnie płaskiej, uporządkowanej płaszczyźnie – jak kulki toczące się po jednej tacy. Ale układ TOI-201 bardziej przypomina garść kulek podrzuconych w powietrze, z których każda porusza się po własnej, nachylonej ścieżce.
Sama gwiazda jest podobna do naszego Słońca, ale nieco większa i cięższa: około 1,3 razy większa pod względem masy i średnicy. Jej trzy planety:
- Kamienna superziemia – sześć razy masywniejsza od Ziemi, okrąża gwiazdę co 5,8 dnia.
- Gazowy olbrzym – połowa masy Jowisza, kończy orbitę w 53 dni.
- Kolejny gazowy olbrzym – 16 razy masywniejszy od Jowisza, okrąża gwiazdę mniej więcej co 7,9 roku.
Większość układów planetarnych to „groszki w strąku”, czyli planety podobne rozmiarem i krążące w jednej płaszczyźnie. Ale nie ten. Każda planeta wyraźnie się różni, a grawitacyjnie wpływają na siebie nawzajem, powodując przesunięcia orbit.
Dlaczego to ważne: orbity w przyspieszonym tempie
Zwykle orbity planet zmieniają się w ciągu milionów lub miliardów lat – zbyt wolno, by ktokolwiek to zauważył. Ale w układzie TOI-201 zmiany zachodzą w skali czasu ludzkiego życia. Wydłużona, nachylona orbita zewnętrznej planety oddziałuje na wewnętrzne planety, powodując, że ich tranzyty – moment, gdy planeta przechodzi przed swoją gwiazdą – występują wcześniej lub później niż oczekiwano.
Jedna z wewnętrznych planet, TOI-201b, nagle zaczęła tranzytować około pół godziny później. To tak, jakby autobus, który zawsze przyjeżdżał o tej samej porze, nagle zaczął się spóźniać pół godziny – i tak każdego dnia.
„Zwykle planety są jak metronomy: każdy tranzyt następuje dokładnie jeden okres orbitalny po poprzednim” – powiedział Amaury Triaud, astronom z Uniwersytetu w Birmingham. „Ale nagle planeta zaczęła tranzytować około pół godziny później”.
Jak to odkryto
Odkrycie wymagało globalnych wysiłków. TESS najpierw zauważył rzadki tranzyt zewnętrznej planety. Następnie astronomowie na całym świecie zauważyli, że tranzyty wewnętrznej planety wypadły z synchronizacji. Kluczowym narzędziem był teleskop ASTEP na Antarktydzie, który wykorzystuje długie polarne noce do ciągłej obserwacji nieba.
„To odkrycie było możliwe dzięki obecności teleskopu na Antarktydzie” – powiedział Triaud. „Jego unikalne położenie i dostęp do optymalnych warunków astronomicznych są kluczowe dla badania układów planetarnych z długimi okresami orbitalnymi”.
Co to mówi o formowaniu się planet
Ten układ daje rzadki obraz układu planetarnego, który wciąż się stabilizuje – jak obserwowanie placu budowy, z którego jeszcze nie zdjęto rusztowań. W naszym Układzie Słonecznym planety przeszły na stabilne orbity miliardy lat temu. Ale TOI-201 pokazuje, co dzieje się wkrótce po uformowaniu się planet, gdy oddziaływania grawitacyjne wciąż zmieniają orbity.
„W Układzie Słonecznym prawie wszystkie planety są współpłaszczyznowe, ale tutaj każda planeta jest inna” – powiedział Tristan Guillot, astronom z Obserwatorium Lazurowego Wybrzeża. „To wskazuje na aktywną reorganizację orbitalną wewnątrz układu”.
Główne wnioski
- Trzy zupełnie różne egzoplanety krążą wokół gwiazdy TOI-201, każda na własnej płaszczyźnie orbitalnej.
- Ich orbity przesuwają się tak szybko, że astronomowie mogą mierzyć zmiany w czasie rzeczywistym.
- Za 200 lat wewnętrzne planety w ogóle przestaną tranzytować swoją gwiazdę.
- Odkrycia dokonano za pomocą TESS NASA i teleskopu na Antarktydzie.
- Układ daje rzadki wgląd w to, jak układy planetarne ewoluują po uformowaniu.
Co to oznacza dla zwykłych ludzi?
To odkrycie pokazuje, że układy planetarne mogą być chaotyczne i dynamiczne – a nie tymi schludnymi, uporządkowanymi miejscami, które często sobie wyobrażamy. Przypomina nam, że nasz własny Układ Słoneczny mógł wyglądać podobnie miliardy lat temu. I dowodzi, że nawet mimo ogromnych rozmiarów kosmosu, wciąż możemy zastać układy w trakcie ich ewolucji, jakbyśmy oglądali kosmiczne zwolnione tempo.
— Editorial Team
