Когда космический телескоп Kepler обнаружил в 2012 году
миниатюрную звездную систему Kepler-80, ученые-астрономы были крайне удивлены
тем, насколько "переполненной" является эта система. Пять планет
системы вращаются вокруг центральной звезды в пределах расстояния, не
превышающего расстояние от Солнца до Меркурия. Такая структура позволила ученым
отнести систему Kepler-80 к классу редких систем, известных под названием
систем с плотно расположенными внутренними планетами (Systems with
Tightly-spaced Inner Planets, STIP), и сам факт существования подобных
феноменов не очень хорошо вписывается во все существующие теории, касающиеся
процессов формирования планет и планетарных систем.
Один из главных вопросов, которыми задаются ученые,
столкнувшись с STIP-системой, заключается в том, какое же явление обеспечивает
стабильность орбит такого количества планет, расположенных в достаточно малой
области космического пространства в непосредственной близости друг от друга?
Ведь по всем канонам взаимное влияние этих планет давно уже должно было
повергнуть всю систему в "динамический хаос".
У всех планет системы Kepler-80 имеют орбитальный период
(год), равный одним, трем, четырем, семи и девяти земным суткам. Отсюда
следует, что планеты вращаются вокруг звезды с достаточно высокой скоростью.
Естественно, что гравитационные, центробежные и другие силы, возникающие при
таком движении, воздействуют на все планеты системы. Ученые, заинтересовавшись
этим фактом, измерили с достаточно высокой точностью орбитальные периоды, параметры
всех планет и составили подробную модель системы Kepler-80.
Составленная модель показала, что все пять планет
постоянно находятся в сложном синхронизированном "танце", который и
является основой стабильности всей системы в целом. "Четыре внешних планеты
возвращаются к одному и тому же взаимному расположению каждые 27 суток" -
рассказывает Дарин Рэгоззайн (Darin Ragozzine), ученая-астроном из
Технологического института Флориды (Florida Institute of Technology). Такое
синхронное движение планет известно под названием орбитального резонанса. В
данном случае звезда и все планеты системы выступают в роли винтиков и
маятников единого "часового механизма", работа которого гарантирует
стабильность системы.
А еще система Kepler-80 интересна тем, что четыре ее
внешних планеты имеют массу в четыре-шесть раз превышающую массу Земли. А
диаметр двух наиболее удаленных от звезды планет минимум в два раза превышает
диаметр внутренних планет, что позволило ученым сделать выводы о том, что эти
две планеты являются газовыми гигантами.
Расчеты составленной учеными математической модели
развития системы Kepler-80 позволили ученым прийти к мнению о том, что данная
система изначально сформировалась традиционным путем. Но впоследствии, за очень
длительное время существования этой древней системы, планеты приблизились к
звезде, их орбиты синхронизировались, образовав удивительную компактную и
стабильную систему.
