Güneş Sistemi'nden çok da uzak olmayan bir gezegen sisteminde, yıldızlarının yörüngesinde güzel ve mükemmel bir uyum içinde dönen altı dünya bulunuyor.
Parlak yıldız HD 110067'nin yörüngesindeki altı ötegezegenin her biri, komşu ötegezegenlerle aynı yörüngede dönüyor ve bu da rezonans zinciri olarak bilinen nadir bir olguya yol açıyor. Bu da sistemin bir milyar yıl önceki oluşumundan bu yana nispeten bozulmadan varlığını sürdürdüğünü gösteriyor — Samanyolu Galaksisi'ndeki istisnai gizli bir mücevher.
Chicago Üniversitesi'nden astrofizikçi Rafael Luque, "Tüm sistemlerin yalnızca yüzde birinin rezonansta kaldığını düşünüyoruz" diyor. "Bu bize el değmeden hayatta kalmış bir gezegen sisteminin bozulmamış konfigürasyonunu gösteriyor."
Yörüngesel rezonanslar ne nadirdir ne de beklenmediktir. Üçüncü bir cismin yörüngesinde dönen iki cisim, yörünge periyotları aynı hizaya gelecek şekilde birbirleri üzerinde kütleçekimsel bir etki uyguladıklarında ortaya çıkarlar. Tam olarak 1:1 değil – bu çok nadir bir durum gibi görünüyor – ama bir oran olarak ifade edilebilir.
Örneğin, Plüton ve Neptün birbirleriyle rezonans halindedir: Neptün'ün her 3 yörüngesine karşılık Plüton Güneş etrafında 2 yörünge tamamlar; bu da 2:3'lük bir rezonans demektir. Jüpiter'in bazı uyduları da bir rezonans zinciri içindedir. Ganymede'nin her 1 yörüngesine karşılık Europa 2 ve Io 4 yörüngeyi tamamlar; bu da Laplace rezonansı olarak da bilinen 1:2:4'lük bir zincirdir.
Peki bir rezonans zincirinde altı gezegen dışı cisim? Bu gerçekten özel bir şey.
Keşif, Coma Berenices'in kuzey takımyıldızında yaklaşık 100 ışık yılı uzaklıktaki turuncu bir cüce yıldızın yörüngesinde yapıldı. NASA'nın ötegezegen avcısı TESS teleskobu 2020 yılında yörüngede dönen iki gezegenin işaretlerini tespit etti. Birinin periyodu 5,642 gün gibi görünüyordu, ancak diğerinin yörünge periyodu bilinmiyordu.
TESS iki yıl sonra sistemi tekrar ziyaret ettiğinde, veriler kafa karıştırıcı olmaya devam etti. Bunun üzerine Luque ve meslektaşları daha yakından bakmak için Avrupa Uzay Ajansı'nın Cheops ötegezegen araştırma uzay teleskobunu kullandılar. Daha önce elde edilen yörünge periyodunun yanlış olduğunu ve verilerin iki ötegezegenden daha fazlasını gösterdiğini fark ettiler. Aslında, üç tanesini çözebildiler – ve bunların bir rezonans zinciri içinde olduğunu buldular.
Gerisi ondan sonra yerine oturdu.
Luque, "Cheops bize diğer tüm dönemleri tahmin etmemizi sağlayan bu rezonans konfigürasyonunu verdi" diyor. "Keops'un bu tespiti olmasaydı, bu imkansız olurdu."
Dünya'nın yarıçapının 1,94 ila 2,85 katı arasında değişen, mini-Neptünler olarak bilinen bir dünya kategorisinde toplam altı dış gezegen var. Bunların yörünge periyotları en içten başlayarak 9,11 gün, 13,67 gün, 20,52 gün, 30,79 gün, 41,06 gün ve 54,77 gündür. Bu, dış gezegen çiftlerinin 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 ve 4:3 rezonanslarında olduğu anlamına gelir; HD 110067 sistemindeki en içteki dünya, en dıştakinin her bir yörüngesi için altı yörünge yapar.
Bu da sistemi rezonans zincirinde altı ötegezegene sahip bilinen üçüncü sistem yapmaktadır.
Yıldızın bir milyar yıl önce oluştuğu düşünülmektedir; gezegenlerinin böylesine güzel bir uyum içinde olması, gezegen göçü, dev bir çarpma veya hatta geçen bir yıldız gibi etkilerden etkilenmediğini göstermektedir. Örneğin Güneş Sistemi'ndeki bazı gezegenlerin geçmişte göç ettiği düşünülmektedir.
Rezonansı bozmak gerçekten çok kolay. Gökbilimciler rezonansa yakın yörünge periyotlarına sahip bir dizi sistem tespit etmişlerdir, ancak gerçek rezonans zincirleri çok azdır. Bu nedenle HD 110067 sistemi nadir bulunan bir hazinedir ve bu büyüleyici fenomen hakkında daha fazla bilgi edinmek için harika bir fırsat sunmaktadır.
Araştırmacılar makalelerinde, "HD 110067'deki gezegen yörüngelerinin mevcut hassas konfigürasyonu, sistemin milyar yıllık tarihi boyunca herhangi bir şiddet olayını dışlıyor ve bu da onu göç mekanizmalarını ve bozulmamış bir ortamda ön gezegen diskinin özelliklerini incelemek için nadir bir 'fosil' haline getiriyor" diye yazıyor.
Ev sahibi yıldızın parlaklığı ve gezegenlerinin çoğunda genişlemiş atmosferlerin varlığı, HD 110067'yi James Webb Uzay Teleskobu ile iletim spektroskopisinde gözlemlenecek en uygun çok gezegenli alt Neptün sistemi haline getiriyor. HD 110067, Neptün-altı gezegenlerin doğası ve rezonans zincirlerinin nerede, nasıl ve hangi koşullar altında oluştuğu ve hayatta kaldığı hakkında fikir edinme şansı sunuyor.
