Hvězda sama o sobě má přibližně stejnou hmotnost a o něco větší velikost než naše Slunce, čímž je ve vesmíru dosud poznaných exoplanetárních systémů spíše vzácná. Obíhá ji celkem šest planet, které si můžeme popsat jako jednu super-Zemi a pět mini-Neptunů. A nejen to vědce nadchlo.

Astronomové pozorovali celý tento planetární "ekosystém" sedm let a zjistili tak, že všech šest planet obíhá hvězdu HD 158259 v téměř dokonalé orbitální rezonanci. "Tento objev nám může pomoci lépe porozumět mechanismům tvorby planetárních systémů a tomu, jak vznikají konfigurace, které vidíme," uvádí web Science Alert, který o objevu informoval.

Jako hudebníci hrající ve dvou taktech

Orbitální či dráhovou rezonancí se nazývá jev, kdy jsou oběžné dráhy dvou těles kolem matečného tělesa tak úzce propojeny, až se obě obíhající tělesa svou gravitací vzájemně ovlivňují. Právě této gravitační vazbě, jež má dopad na stabilitu celého uspořádání, se říká rezonance.

V naší sluneční soustavě je tento jev poměrně vzácný, pravděpodobně nejblíže k němu mají planety Pluto a Neptun. Jejich vztah popisují astronomové jako orbitální rezonanci 2:3. Znamená to, že na každé dva dokončené oběhy planety Pluto kolem Slunce "udělá" Neptun takové oběhy tři. Připomíná to souzvuk hudebních nástrojů hrajících současně, ale v různém taktu - první hraje v taktu dvoučtvrťovém, druhý v tříčtvrťovém.

Orbitální rezonance zaznamenali astronomové také u exoplanet. Málokde se však našel tak dokonalý souzvuk jako u planet obíhajících hvězdu HD 158259. Každá planeta na její oběžné dráze je totiž v téměř přesné rezonanci 3:2 s následující vzdálenější planetou. Takže na tři oběžné dráhy, které každá planeta dokončí, připadají dva dokončené orbity té planety, jež ji ve vzdálenosti od hvězdy následuje.

Sladěné planetární sexteto

Mezinárodní tým vědců vedený astronomem Nathanem Harem z Ženevské univerzity ve Švýcarsku dokázal pomocí spektrografu Sophie a vesmírného dalekohledu TESS sloužícího k hledání exoplanet přesně vypočítat oběžné dráhy každé planety. Výzkum publikoval v odborném titulu Astronomy & Astrophysics.

Všechny oběžné dráhy mají velmi těsně se podobající vzájemný poměr. Počínaje planetou, jež je nejblíže ke hvězdě, tedy super-Zemí (exoplanetou o hmotnosti zhruba dvojnásobku Země, kterou před časem odhalil právě dalekohled TESS), oběhnou planety hvězdu postupně za 2,17 dne, 2,4 dne, 5,2 dne, 7,9 dne, 12 dnů a 17,4 dne.

To představuje poměr period 1,57, 1,51, 1,53, 1,51 a 1,44 mezi každou dvojicí planet. Není to tedy úplně dokonalá rezonance, ale dost se jí to blíží - a stačí to na to, aby vědci považovali oběžný systém hvězdy HD 158259 za výjimečný.

Planety se zrodily jinde

Podle astronomů je to znamení, že planety obíhající hvězdu nevznikly tam, kde se nyní nacházejí. "Známe několik kompaktních planetárních systémů s několika planetami ve vzájemných rezonancích nebo nebo ve vztahu, který se k nim blíží. Předpokládáme, že takové systémy se tvoří daleko od hvězdy ještě předtím, než se k ní planety začnou přibližovat. Rezonance hrají v tomto scénáři rozhodující roli," vysvětluje astronom Stéphane Udry z Ženevské univerzity.

Důvodem podle něj je to, že tyto rezonance považují vědci za důsledek růstu planetárních embryí v protoplanetárním disku (zploštělém oblaku prachu a plynu ve vesmíru, rotujícím kolem vznikající nebo právě zformované hvězdy) a jejich migrace dovnitř, pryč od vnějšího okraje disku. Tím vzniká řetězec orbitální rezonance v celém systému.

Když se zbývající plyn z disku rozptýlí, může to orbitální rezonance destabilizovat - a to by mohlo být podle vědců právě to, co se nyní děje kolem hvězdy HD 158259. A ony malé rozdíly v orbitální rezonanci mezi jednotlivými dvojicemi planet jim mohou napovědět, jak k této destabilizaci dochází.

"Současné vzdalování se jednotlivých poměrů od ideálního 3:2 obsahuje spoustu informací," vysvětluje Nathan Hara. "Se znalostí těchto hodnot na straně jedné a s modely slapových efektů na straně druhé bychom mohli další studii zaměřit na vnitřní strukturu planet. Současný stav jejich systému nám otevírá okno k pochopení, jak se zformovala," dodal.