Астрономите откриват, че има не само широк спектър от различни екстрасоларни планети, но има и различни видове планетни системи. „Вече не сме в Канзас, докъдето стигат слънчевите системи“, каза Барбара Макдоналд от Обсерваторията Макдоналд от Тексаския университет по време на срещата на Американското астрономическо общество в Маями, Флорида днес. „Вълнуващото е, че намерихме друга многопланетна система, която изобщо не е като нашата.“
Отблизо разглеждане на системата Upsilon Andromedae с космическия телескоп Хъбъл, телескопа Hobby-Eberly и други наземни телескопи показва удивителна система, при която планетите са наклонени и имат силно наклонени орбити. Астрономите също намериха друга планета, а също и друга звезда - това вероятно е двоична звездна система.
Дори с наклонената орбита на Плутон, нашата слънчева система изглежда като океан на спокойствие в сравнение с Upsilon Andromedae.
Макдоналд каза, че тези изненадващи открития ще повлияят на теориите за това как се развиват многопланетни системи и показва, че някои насилствени събития могат да се случат, за да нарушат орбитите на планетите след формирането на планетарна система.
„Констатациите означават, че бъдещите проучвания на екзопланетарните системи ще бъдат по-сложни“, каза тя. „Астрономите вече не могат да приемат, че всички планети обикалят орбитата на родителската си звезда в една равнина.“ казва Барбара Макартър от Тексаския университет в Остинската обсерватория Макдоналд.
Подобно на нашето Слънце по своите свойства, Upsilon Andromedae се намира на около 44 светлинни години. Тя е малко по-млада, по-масивна и по-ярка от Слънцето За малко повече от десетилетие астрономите са знаели, че три планети тип Юпитер обикалят около жълто-бялата звезда Upsilon Andromedae.
Но след над хиляда комбинирани наблюдения, Макдоналд и нейният екип разкриха намеци, че четвърта планета, e, орбитира звездата много по-далеч. Те също успяха да определят точните маси на две от трите известни досега планети, Upsilon Andromedae c и d. Много по-стряскащо е обаче, че не всички планети обикалят тази звезда в една и съща равнина. Орбитите на планети c и d са наклонени с 30 градуса една спрямо друга. Това изследване отбелязва за първи път, че е измерен „взаимният наклон“ на две планети, обикалящи около друга звезда.
„Най-вероятно Upsilon Andromedae е имал същия процес на формиране като нашата собствена Слънчева система, въпреки че е възможно да има разлики в късната формация, които са зародили тази разнопосочна еволюция“, казва МакАртър. „Досегашното предположение на планетарната еволюция е, че планетарните системи се формират в диска и остават сравнително копланарни, като нашата собствена система, но сега сме измерили значителен ъгъл между тези планети, което показва, че това не винаги е така. "
Досега общоприетата мъдрост е, че голям облак газ се срива, за да се образува звезда, а планетите са естествен страничен продукт от остатъчен материал, който образува диск. В нашата Слънчева система има вкаменелост на това създаване, защото всички осем основни планети орбитират в почти една и съща равнина. Най-външните планети джуджета като Плутон са наклонени орбити, но те са модифицирани от гравитацията на Нептун и не са вградени дълбоко в гравитационното поле на Слънцето.
И така, какво събори системата Upsilon Andromedae наоколо?
„Възможностите включват взаимодействия, възникващи от вътрешната миграция на планетите, изхвърлянето на други планети от системата чрез разсейване на планетата-планета или прекъсването от бинарната придружителка на родителската звезда, Upsilon Andromedae B“, казва МакАртър.
Или придружителката звезда - червено джудже, по-малко масивно и много по-тъмно от Слънцето - може да бъде виновникът. е.
"Нямаме представа каква е орбитата му", заяви членът на екипа Фриц Бенедикт. „Може да е много ексцентрично. Може би идва от много близки всеки път. Това може да отнеме 10 000 години. " Такъв близък проход от вторичната звезда може гравитационно да смуща орбитите на планетите. "
Двата различни типа данни, комбинирани в това изследване, бяха астрометрия от космическия телескоп Хъбъл и радиална скорост от наземните телескопи.
Астрометрията е измерване на позициите и движенията на небесните тела. Групата на МакАртър използва един от сензорите за фино напътствие (FGS) на телескопа Хъбъл за задачата. FGS са толкова прецизни, че могат да измерят ширината на една четвърт в Денвър от гледната точка на Маями. Именно тази прецизност беше използвана за проследяване на движението на звездата по небето, причинено от заобикалящите я и невидими планети.
Радиалната скорост прави измервания на движението на звездата към небето към и извън Земята. Тези измервания са направени за период от 14 години с помощта на наземни телескопи, включително два в обсерваторията Макдоналд и други в обсерваториите Лик, Хайт-Прованс и Уипъл. Радиалната скорост осигурява дълга базова линия на наблюденията на фундамента, което даде възможност за по-кратката продължителност, но по-прецизни и пълни наблюдения на Хъбъл, за да се дефинират по-добре орбиталните движения.
Фактът, че екипът определи орбиталните наклони на планетите c и d им позволи да изчислят точните маси на двете планети. Новата информация ни каза, че нашето виждане за това коя планета е по-тежка трябва да бъде променено. Предишните минимални маси за планетите, дадени от проучвания за радиална скорост, поставят минималната маса за планета c при 2 Юпитера и за планета d при 4 Юпитера. Новите, точни маси, открити от астрометрията са 14 юпитера за планета c и 10 юпитра за планета d.
„Данните на Хъбъл показват, че радиалната скорост не е цялата история“, каза Бенедикт. „Фактът, че планетите всъщност се преобърнаха, беше наистина сладък.“
Четвъртата планета е толкова далеч, че нейният сигнал не разкрива кривината на нейната орбита.
Информацията за радиалната скорост от 14 години, съставена от екипа, разкри, намеква, че четвърта планета с дълъг период може да орбитира извън трите известни сега. За тази планета има само намеци, защото е толкова далеч, че сигналът, който създава, все още не разкрива кривината на орбита. Друго липсващо парче от пъзела е наклонът на най-вътрешната планета, b, която ще изисква прецизна астрометрия 1000 пъти по-голяма от тази на Хъбъл, цел, постижима чрез бъдеща космическа мисия, оптимизирана за интерферометрия.
Източници: HubbleSite, AAS Пресконференция
