Astronomové zjišťují, že nejenže existuje celá řada různých extrasolárních planet, ale existují i různé typy planetárních systémů. "Už nejsme v Kansasu, pokud jde o solární systémy," řekla Barbara McDonaldová z observatoře McDonald Observatory University of Texas na dnešním zasedání Americké astronomické společnosti v Miami na Floridě. "Vzrušující je, že jsme našli další systém s více planetami, který vůbec není jako náš vlastní."
Bližší pohled na systém Upsilon Andromedae pomocí Hubbleovho vesmírného dalekohledu, Hobby-Eberlyho dalekohledu a dalších pozemních dalekohledů ukazuje roztřesený systém, ve kterém jsou planety nakloněné a mají velmi nakloněné oběžné dráhy. Astronomové také našli jinou planetu a také jinou hvězdu - je to pravděpodobně binární hvězdný systém.
I s nakloněnou oběžnou dráhou Pluta vypadá naše sluneční soustava ve srovnání s Upsilon Andromedae jako oceán klidu.
McDonald uvedl, že tato překvapivá zjištění budou mít dopad na teorie vývoje multid planetárních systémů a ukazuje, že některé násilné události mohou narušit oběžné dráhy planet po vytvoření planetárního systému.
"Tato zjištění znamenají, že budoucí studie exoplanetárních systémů budou komplikovanější," uvedla. "Astronomové již nemohou předpokládat, že všechny planety obíhají svou mateřskou hvězdou v jedné rovině." říká Barbara McArthur z University of Texas na Austinově observatoři McDonald.
Podobně jako naše Slunce ve svých vlastnostech leží Upsilon Andromedae asi 44 světelných let daleko. Je o něco mladší, masivnější a jasnější než Slunce. Již přes deset let astronomové věděli, že tři planety typu Jupiter obíhají žlutobílou hvězdu Upsilon Andromedae.
Ale po více než tisících kombinovaných pozorováních McDonald a její tým odkryli náznaky, že čtvrtá planeta, e, obíhá kolem hvězdy daleko dál. Byli také schopni určit přesnou hmotnost dvou ze tří dříve známých planet, Upsilon Andromedae cad. Mnohem překvapivější je však to, že ne všechny planety obíhají kolem této hvězdy ve stejné rovině. Oběžné dráhy planet c a d jsou vůči sobě skloneny o 30 stupňů. Tento výzkum znamená poprvé, kdy bylo změřeno „vzájemné sklony“ dvou planet obíhajících jinou hvězdu.
"Pravděpodobně Upsilon Andromedae měl stejný formační proces jako naše vlastní sluneční soustava, ačkoli v pozdní formaci mohly být rozdíly, které způsobily tento rozdílný vývoj," řekl McArthur. "Dosavadní předpoklad planetární evoluce spočíval v tom, že se na disku tvoří planetární systémy a zůstávají relativně rovinné, jako náš vlastní systém, ale nyní jsme mezi těmito planetami změřili významný úhel, což naznačuje, že to tak není vždy." “
Až dosud byla obvyklá moudrost taková, že se velký oblak plynu zhroutil a vytvořil hvězdu a planety jsou přirozeným vedlejším produktem zbytkového materiálu, který tvoří disk. V naší sluneční soustavě je fosilie této události stvoření, protože všech osm hlavních planet obíhá téměř ve stejné rovině. Nejvzdálenější trpasličí planety, jako je Pluto, jsou na nakloněných drahách, ale ty byly pozměněny Neptunovou gravitací a nejsou zapuštěny hluboko do gravitačního pole Slunce.
Co tedy srazilo systém Upsilon Andromedae?
"Možnosti zahrnují interakce, ke kterým dochází v důsledku vnitřní migrace planet, vyhození jiných planet ze systému pomocí rozptylu planety-planety nebo narušení binární doprovodné hvězdy mateřské hvězdy, Upsilon Andromedae B," řekl McArthur.
Nebo by viníkem mohla být doprovodná hvězda - červený trpaslík méně masivní a mnohem slabší než Slunce. je.
"Nemáme tušení, co je to na oběžné dráze," řekl člen týmu Fritz Benedict. "Mohlo by to být velmi výstřední." Možná to přijde velmi blízko každý jednou za čas. Může to trvat 10 000 let. “ Takový blízký průchod sekundární hvězdou by mohl gravitačním způsobem narušit oběžné dráhy planet. “
Dva různé typy dat kombinované v tomto výzkumu byly astrometrie z Hubbleova kosmického dalekohledu a radiální rychlost z pozemních dalekohledů.
Astrometrie je měření pozic a pohybů nebeských těles. McArthurova skupina použila pro úkol jeden z senzorů Fine Guidance Sensors (FGS) na Hubbleově teleskopu. FGS jsou tak přesné, že mohou měřit šířku čtvrtiny v Denveru z výhodného bodu Miami. Byla to právě tato přesnost, která byla použita ke sledování pohybu hvězdy na obloze způsobené okolními - a neviditelnými - planetami.
Radiální rychlost provádí měření pohybu hvězdy na obloze směrem k Zemi a pryč od ní. Tato měření byla prováděna po dobu 14 let pomocí pozemních dalekohledů, včetně dvou na observatoři McDonald a dalších na Lick, Haute-Provence a Whipple Observatories. Radiální rychlost poskytuje dlouhou základní linii pozorování základu, což umožnilo kratší dobu trvání, ale přesnější a úplnější Hubbleova pozorování pro lepší definování orbitálních pohybů.
Skutečnost, že tým určil orbitální sklon planet planet ca, jim umožnil vypočítat přesnou hmotnost obou planet. Nové informace nám řekly, že je třeba změnit náš pohled na to, která planeta je těžší. Předchozí minimální hmotnosti pro planety dané studiemi radiální rychlosti daly minimální hmotnost pro planetu c na 2 Jupitery a pro planetu d na 4 Jupitery. Nové, přesné hmotnosti, které astrometrie našla, jsou 14 Jupiterů pro planetu ca 10 Jupiters pro planetu d.
"Hubbleova data ukazují, že radiální rychlost není celý příběh," řekl Benedict. "Skutečnost, že se planety skutečně hromadily, byla opravdu roztomilá."
Čtvrtá planeta je tak daleko, že její signál neodhaluje zakřivení její oběžné dráhy.
Čtrnáct let informací o radiální rychlosti, které tým sestavil, odhalilo náznaky, že čtvrtá, dlouhodobá planeta může obíhat kolem tří dosud známých. Na této planetě jsou pouze náznaky, protože je tak daleko, že signál, který vytváří, dosud neodhalí zakřivení oběžné dráhy. Další chybějící kousek skládačky je sklon nejvnitřnější planety, b, která by vyžadovala přesnost astrometrie 1 000krát větší než Hubbleova, což je cíl dosažitelný budoucí vesmírnou misí optimalizovanou pro interferometrii.
Zdroje: HubbleSite, tisková konference AAS
