Защо много екзопланети имат странни орбити?

По цялата наша галактика, Млечния път, двойки от „свръх- земи“ (скалисти планети подобни по размер на Земята), обикалят далечни звезди.

На пръв поглед всичко изглежда нормално с тези извънземни светове. Но когато астрономите ги проучиха по-отблизо, откриха, че орбитите на тези супер-земни двойки не следват обичайните правила.

Сега е ясно защо: Тези планети имат силни аксиални наклони, изглеждат като преобърнати настрани, показват нови изследвания.

Между 2009 и 2013 г. мисията на НАСА Кеплер за търсене на екзопланети откри, че скалистите екзопланети, които са по-големи от Земята, но по-малки от Нептун, обикалят около 30% от известните звезди, които са подобни на нашето Слънце. Техните орбити са приблизително кръгли и обикалят около своите слънца за по-малко от 100 дни.

Когато орбитите на планетите са близки една до друга, те обикновено се установяват в стабилен модел, известен като „орбитален резонанс“, в който съотношението на времето за една обиколка около звездата на двете планети е постоянно. Например, планетата, която е по-близо до звездата, ще обиколи около нея два пъти за времето, необходимо на по-далечната звезда да обиколи в орбита веднъж, създавайки орбитален период на съотношение 2-към-1.

Друго често срещано съотношение за планетарни орбити е 3-към-2 – три пъти обикаляне около звездата на по-близката до нея планета за две обиколки направени от планетата, която е по-далеч, обяснява главният автор на изследването Сара Милхоланд, от университета в Йейл.

Но много от двойките екзопланети, намерени от Кеплер, се противопоставиха на тези правила.

„Необичайният пъзел е, че има изобилие от планетни системи с двойки планети, които имат съотношение на орбиталните им периоди доста по-различно от 2: 1 или 3: 2“, казва Милхоланд.

Нещо сякаш „бута“ орбитите на тези планети – но какво е то? Минали проучвания показват, че планетарните приливи могат да играят роля, като абсорбират орбиталната енергия, като топлина. Това може да „дърпа“ орбитите, които леко да променят обичайните съотношения, твърдят авторите на изследването.

Но това обяснение би трябвало да е вярно само ако планетарните приливи са добивали енергия много по-ефективно от очакваното, пишат изследователите. Въпреки това, когато една планета е драматично наклонена по оста си, звездата, около която обикаля, оказва по-силно привличане на приливите и отливите. По-мощните приливи абсорбират повече орбитална енергия – достатъчно, за да „извайват“ по-различна орбита на планетата, казва Милхоланд.

Изследователите все още нямат директни измервания, потвърждаващи, че тези планети имат значителни аксиални наклони, които са по-големи от наклона на Земята от 23 градуса. Но ако тяхната хипотеза е вярна, техните открития носят важни последици за разбирането на времето и климата на редица далечни светове.

„Тези планети ще имат много по-екстремни сезони от сезоните, които изпитваме тук на Земята, която има относително скромен наклон на орбитата си“, каза Милхоланд.

Резултатите от проучването са публикувани в списанието Nature Astronomy.