Канадские астрономы объяснили, почему планеты системы красного карлика Trappist-1 не сталкиваются друг с другом, несмотря на очень близкие орбиты. Отчасти всё объясняется гармонией, из которой даже можно сделать музыку.
Движение экзопланет перевели в музыку
ESO/M. Kornmesser/spaceengine.org

В начале года NASA провело пресс-конференцию, на которой астрономы рассказали об открытии планетной системы звезды Trappist-1 — семи планетах почти земных масштабов, некоторые из которых находятся в зоне обитаемости своего светила.

Кроме многочисленности землеподобных планет, система Trappist-1 удивила учёных необычно компактным расположением орбит. Планеты от Trappist-a до Trappist-g проходят так близко друг от друга и от своего солнца, что по некоторым расчётам должны столкнуться друг с другом и либо вылететь с орбиты и начать удаляться от звезды, либо, наоборот, упасть на звезду или сгореть в ней. Однако, вопреки таким расчётам, планетная система Trappist-1 остаётся стабильной миллиарды лет.

Группа астрономов, впервые исследовавшая систему Trappist-1, заметила, что все её планеты находятся друг с другом в резонансе: их периоды обращения соотносятся как целые числа. Вторая от звезды планета заканчивает пять витков за то же время, за которое первая совершает восемь; на три оборота третьей планеты приходится пять оборотов второй, а четвёртая оборачивается вокруг звезды дважды, пока третья делает это три раза. Орбиты всех остальных планет системы также резонируют друг с другом. В Солнечной системе орбитальный резонанс наблюдается у Нептуна и Плутона и некоторых других планет и спутников. Пока Плутон обходит Солнце два раза, Нептун успевает совершить полный оборот трижды.

Орбитальный резонанс всех семи планет так впечатлил астронома и музыканта Мэтта Руссо, что он перевёл их вращение в ноты и записал «музыку сфер»:

С учётом данных о резонансе компьютерные модели системы Trappist-1 стабилизируются, и расчёты показывают, что система может существовать около миллиона лет. На самом деле возраст Trappist-1 и её планет составляет от 3 до 8 миллиардов лет; учёные понимали, что их расчётам и моделям чего-то не хватало.

Тогда Даниель Тамайо (Daniel Tamayo) из университета Торонто решил добавить в расчёты облако газа и космическойй пыли, из которого сформировалась система Trappist-1. Его гравитационное воздействие на ранних этапах существования планет могло сыграть роль камертона, который настраивает оркестр и позволяет ему играть гармоничные мелодии, рассуждает Тамайо.

С учётом гравитационного воздействия протопланетного облака срок стабильности системы удалось увеличить до 5, а затем и до 50 миллионов лет. Последние симуляции занимали по неделе машинного времени, поэтому от дальнейших расчётов отказались.

Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.