Луна вращается вокруг Земли, Земля вращается вокруг Солнца, а Солнце вместе с многочисленными звёздами вращается вокруг чёрной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь. Вращение объектов вокруг других объектов — одно из самых распространённых явлений во Вселенной. Однако некоторые системы вращаются более гармонично, чем другие. Например, орбиты Земли и Нептуна не сильно связаны между собой, но существуют звёздные системы, где планеты вращаются вокруг своих звёзд почти в музыкальном ритме.
Согласно недавним исследованиям, ключом к формированию таких "музыкальных" орбит является низкая плотность планет. Исследование, опубликованное в журнале Astronomy and Astrophysics, показало, что у планет с плотной атмосферой (субнептунов) больше шансов находиться в резонансных орбитах, где орбиты синхронизированы в целочисленных отношениях. Например, система K2-138 включает пять планет, орбиты которых находятся в гармонии 3:2.
Почему плотность имеет значение? Учёные предположили, что это может быть связано с методами измерения плотности, такими как транзитный метод и метод лучевой скорости. Планеты, измеренные транзитным методом, оказались менее плотными и чаще находились в резонансных системах.
Исследователи выделили выборку из 36 субнептунов, очищенных от методических предвзятостей, и обнаружили, что менее плотные планеты чаще находятся в резонансе. Расширив выборку до 133 планет и используя компьютерное моделирование, они подтвердили, что менее плотные планеты действительно чаще образуют резонансные системы.
Этот результат указывает на физическую природу явления, а не на методологическую ошибку. Однако причины этого феномена всё ещё неясны. Одно из предположений состоит в том, что гравитационное взаимодействие между планетами в резонансной системе вызывает приливный нагрев, увеличивая их объём. Другая теория предполагает, что менее плотные планеты образуются в местах с меньшим содержанием металлов и затем притягиваются к звёздам, образуя резонансные орбиты.
Также возможно, что менее плотные планеты являются результатом стабильного формирования звёздных систем, где резонансные орбиты образуются на ранних стадиях. Со временем миграции и столкновения планет могут нарушать этот резонанс, приводя к образованию более плотных планет.
Исследователи признают необходимость дальнейших исследований, чтобы окончательно объяснить это явление, и надеются, что будущие шаги помогут лучше понять природу наших «пухлых» планетарных друзей.
