Astronomi otkrivaju da ne samo da postoji širok spektar različitih ekstrasolarnih planeta, već postoje i različite vrste planetarnih sustava. "Nismo više u Kansasu dok Sunčevi sustavi idu", rekla je Barbara McDonald sa Sveučilišta u Texasu McDonald Observatory, danas na sastanku Američkog astronomskog društva u Miamiju na Floridi. "Uzbudljivo je to što smo pronašli drugi multi-planetni sustav koji uopće nije poput našeg."
Bliski pogled na sustav Upsilon Andromedae s svemirskim teleskopom Hubble, teleskopom Hobby-Eberly i drugim zemaljskim teleskopima pokazuje škakljiv sustav gdje planete nisu nagnute i imaju visoko nagnute orbite. Astronomi su također pronašli drugi planet, a također i drugu zvijezdu - to je vjerojatno binarni sustav zvijezda.
Čak i ako je Pluton nagnut u orbitu, naš sunčev sustav izgleda kao ocean mirnoće u usporedbi s Upsilonom Andromedae.
McDonald je rekao da će ta iznenađujuća otkrića utjecati na teorije o tome kako se razvijaju sustavi s više planeta i pokazuje da se mogu dogoditi neki nasilni događaji da poremete orbite planeta nakon što se formira planetarni sustav.
"Otkrića znače da će buduće studije egzoplanetarnih sustava biti složenije", rekla je. "Astronomi više ne mogu pretpostaviti da svi planeti kruže nad svojom matičnom zvijezdom u jednoj ravnini." kaže Barbara McArthur sa Sveučilišta u Teksasu u Austinovom opservatoriju McDonald.
Slično svom Suncu po svojim svojstvima, Upsilon Andromedae leži oko 44 svjetlosne godine. Malo je mlađe, masovnije i svjetlije od Sunca. Već nešto više od desetljeća astronomi su znali da tri planeta tipa Jupiter orbitiraju oko žuto-bijele zvijezde Upsilona Andromedae.
Ali nakon više od tisuću kombiniranih promatranja, McDonald i njezin tim otkrili su nagovještaje da četvrti planet, e, orbitira oko zvijezde mnogo dalje. Oni su također mogli odrediti točne mase dva od tri ranije poznata planeta, Upsilon Andromedae c i d. Mnogo je iznenađujuće to što nisu sve planete oko ove zvijezde u istoj ravnini. Orbite planeta c i d su nagnute za 30 stupnjeva u odnosu jedna na drugu. Ovo je istraživanje prvi put da je izmjeren „međusobni nagib“ dva planeta koji orbitiraju oko druge zvijezde.
"Najvjerojatnije je Upsilon Andromedae imao isti proces formiranja kao i naš solarni sustav, mada je moglo postojati razlike u kasnoj formaciji koja je zasadila ovu različitu evoluciju", rekao je McArthur. "Dosadašnja pretpostavka planetarne evolucije bila je da se planetarni sustavi formiraju na disku i ostaju relativno koplanarni, poput našeg vlastitog sustava, ali sada smo izmjerili značajan kut između tih planeta, što ukazuje da to nije uvijek slučaj. ”
Do sada je konvencionalna mudrost bila da se veliki oblak plina sruši u obliku zvijezde, a planete su prirodni nusprodukt ostatka materijala koji tvori disk. U našem Sunčevom sustavu postoji fosil tog događaja stvaranja, jer svih osam glavnih planeta orbitiraju u gotovo istoj ravnini. Vanjski patuljasti planeti poput Plutona nalaze se u nagnutoj orbiti, ali oni su modificirani gravitacijom Neptuna i nisu ugrađeni duboko u Sunčevo gravitacijsko polje.
Pa što je srušilo sistem Upsilon Andromedae?
"Mogućnosti uključuju interakcije koje nastaju uslijed unutarnje migracije planeta, izbacivanja drugih planeta iz sustava kroz rasipanje planete ili prekida od binarne suputnice matične zvijezde, Upsilona Andromedae B", rekao je McArthur.
Ili bi zvijezda - crveni patuljak manje masivan i mnogo zamračen od Sunca - mogao biti krivac. je.
"Nemamo pojma koja je njegova orbita", rekao je član tima Fritz Benedict. "Moglo bi biti vrlo ekscentrično. Možda dolazi vrlo blizu svaki puta. Može proći 10 000 godina. " Tako blizak prolazak sekundarne zvijezde gravitacijski bi mogao ometati orbite planeta. "
Dvije različite vrste podataka kombinirane u ovom istraživanju bile su astronomija iz svemirskog teleskopa Hubble i radijalna brzina zemaljskih teleskopa.
Astrometrija je mjerenje položaja i pokreta nebeskih tijela. McArthurova skupina koristila je jedan od senzora finih vodova (FGS) na Hubble teleskopu za zadatak. FGS-ovi su toliko precizni da mogu mjeriti širinu četvrtine u Denveru sa vidikovca Miamija. Upravo se ta preciznost koristila za praćenje kretanja zvijezde na nebu uzrokovano okolnim i nevidljivim planetima.
Radijalna brzina omogućuje mjerenje kretanja zvijezde na nebu prema Zemlji i izvan nje. Ta su mjerenja rađena tijekom razdoblja od 14 godina koristeći zemaljske teleskope, uključujući dva u opservatoriju McDonald i druga u opservatoriju Lick, Haute-Provence i Whipple. Radijalna brzina pruža dugačku osnovnu promatranje temelja, što je omogućilo kraće trajanje, ali preciznije i cjelovito Hubbleovo opažanje da bolje definiraju orbitalne pokrete.
Činjenica da je tim odredio orbitalne nagibe planeta c i d omogućila im je izračunavanje točnih masa dvaju planeta. Nove informacije govorile su nam da naše mišljenje o tome koji je planet teži mora se promijeniti. Prethodne minimalne mase za planete date istraživanjima radijalne brzine postavljaju minimalnu masu za planet c na 2 Jupitera i za planet d na 4 Jupitera. Nove, tačne mase, koje astrometrija pronalazi su 14 Jupitera za planet c i 10 Jupitera za planet d.
"Podaci Hubblea pokazuju da radijalna brzina nije cijela priča", rekao je Benedict. "Činjenica da su se planeti zapravo uskočili u masu bila je zaista slatka."
Četvrti planet je toliko daleko da njegov signal ne otkriva zakrivljenost njegove orbite.
Podaci o radijalnoj brzini od 14 godina koje je sastavio tim otkrili su naslove da četvrta planeta s dugim vremenom može orbitirati oko tri do sad poznata. Postoje samo naznake o tom planetu jer je toliko daleko da signal koji stvara još ne otkriva zakrivljenost orbite. Drugi nedostajući dio slagalice je nagib unutarnje unutrašnjosti planeta b, za koju bi bila potrebna precizna astrometrija 1.000 puta veća od Hubblea, cilj koji se može postići budućom svemirskom misijom optimiziranom za interferometriju.
Izvori: HubbleSite, AAS Press konferencija
