GIF
Når astronomer annonceret opdagelsen af syv planeter på størrelse med Jorden, der kredser om den ultracool dværg stjerne TRAPPIST-1, Earthlings straks fejret muligheden for, at en af disse planetariske naboer kunne være vært for livet. Men at fysikere, TRAPPIST-1 præsenteres en gåde: Hvordan kunne de syv planeter, alle pakket omkring en enkelt stjerne tættere end Merkur kredser om Solen, for at overleve? Hvorfor har de ikke alle styrtede ind i hinanden?
Efter alle, det er hvad der sker i modelsimulationerne. Efter omkring en halv million år—langt mindre tid end de milliarder af år, den virkelige planeter har været lystigt tøffede TRAPPIST-1 planeter ” cirkulære kredsløb bliver mere elliptisk. De starter som skærer hinanden, hvilket fører til store planetariske smashups.
Nu har et hold af astronomer har fundet en sandsynlig løsning på denne gåde, og det er så elegant, at det er bogstaveligt talt musik. I forskning, der er offentliggjort i dag i tidsskriftet Astrophysical Journal Letters, forskere forklare, hvordan de syv TRAPPIST-1 planeter danner en “resonant kæde,” deres gravitationelle slæbebåde, der arbejder i fællesskab for at holde hver bane stabil og cirkulære, der sikrer, to er aldrig fundet på samme sted på samme tid.
En anden interessant konsekvens af resonans, ud over at holde planeterne i live, er, at deres orbital perioder form hel række nøgletal. Resonans medfører, at de relative positioner af TRAPPIST-1 planeter til at gentage rytmisk, der svarer til, hvordan Neptun og Pluto danse rundt om vores stjerne, Solen, den tidligere laver tre baner, for hver to baner af sidstnævnte.
“For hver 2 baner på den yderste planet, den næste i er 3 baner, de næste 4…, 6, 9, 15, 24,” University of Toronto Scarborough astronom Dan Tamayo fortalte Gizmodo i en e-mail. “Dette kaldes en kæde af resonanser, og dette er den længste, der nogensinde er blevet opdaget i en planetarisk system.”
For at bringe denne idé til livet, Tamayo, sammen med Canadiske Institut for Teoretisk Astrofysik astronom Matt Russo, skabt en animation, hvor et klaver bemærk spilles hver gang en TRAPPIST-1 exoplanet, der krydser ind foran sin stjerne. Holdet så fyldt ud af det arrangement, ved at tilføje en tromme beat, hver gang en planet, der overhaler en nabo. Resultatet, drønede op, så orbital frekvenser nå den menneskelige hørelse rækkevidde i en proces kendt som sonification, er en slags astrophysical symfoni, fint afstemt for at sikre sin egen overlevelse for milliarder af år.
Med hensyn til hvordan denne kosmiske ensemble, der kunne have dannet, Tamayo og Russo tror, de planeter, der sandsynligvis udvandrede til deres nuværende positioner efter sammensmeltende i en protoplanetariske disk for milliarder af år siden. “Planeter i form diske af gas og støv, og som planeter vokse og interagere med det omkringliggende disk, de bevæger sig rundt i forhold til hinanden,” Tamayo sagde. “Hvis denne proces er blid nok, så er planeter, der naturligt kan tune alle deres orbitale parametre til en anden, ligesom orkestret gør, før en symfoni.”
Selvfølgelig, dette er blot en idé til at falde ud af nogle modeller, og det skal være verificeret med supplerende bemærkninger. Men Tamayo mener, at planetdannelse forhold omkring lav masse stjerner som TRAPPIST-1 kan være roligere end dem, der er omkring større, varmere stjerner som vores Sol, der gør dem bedre i stand til at danne en harmonisk, lang levetid planetsystemer.”
Du kan kontrollere de oplysninger om Tamayo og Russo ‘ s undersøgelse i deres nye undersøgelse (en pre-print er gratis at læse på arXiv). Eller du kan bare nyde animationen ovenfor, og forestil dig, selvlysende udlændinge, dans til rytmen af denne utrolig mærkeligt, unægtelig smuk stjerne-system.
[YouTube]