Οι αστρονόμοι διαπιστώνουν ότι όχι μόνο υπάρχει ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών εξωηλιακών πλανητών, αλλά και διαφορετικοί τύποι πλανητικών συστημάτων. «Δεν βρισκόμαστε πλέον στο Κάνσας όσο φτάνουν τα ηλιακά συστήματα», δήλωσε η Barbara McDonald από το Παρατηρητήριο McDonald του Πανεπιστημίου του Τέξας, στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Μαϊάμι της Φλόριντα σήμερα. «Το συναρπαστικό είναι ότι βρήκαμε ένα άλλο σύστημα πολλαπλών πλανητών που δεν μοιάζει καθόλου με το δικό μας».
Μια προσεκτική ματιά στο σύστημα Upsilon Andromedae με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, το τηλεσκόπιο Hobby-Eberly και άλλα επίγεια τηλεσκόπια δείχνει ένα τρομακτικό σύστημα όπου οι πλανήτες είναι εκτός κλίσης και έχουν τροχιά με υψηλή κλίση. Οι αστρονόμοι βρήκαν επίσης έναν άλλο πλανήτη, και επίσης ένα άλλο αστέρι - αυτό είναι πιθανώς ένα δυαδικό σύστημα αστεριών.
Ακόμα και με την κεκλιμένη τροχιά του Πλούτωνα, το ηλιακό μας σύστημα μοιάζει με έναν ωκεανό ηρεμίας σε σύγκριση με το Upsilon Andromedae.
Ο McDonald είπε ότι αυτά τα εκπληκτικά ευρήματα θα επηρεάσουν τις θεωρίες για το πώς εξελίσσονται τα συστήματα πολλαπλών πλανητών και δείχνει ότι ορισμένα βίαια γεγονότα μπορούν να συμβούν σε διαταραχές των τροχιών των πλανητών μετά τη δημιουργία ενός πλανητικού συστήματος.
«Τα ευρήματα σημαίνουν ότι οι μελλοντικές μελέτες εξωπλανητικών συστημάτων θα είναι πιο περίπλοκες», είπε. "Οι αστρονόμοι δεν μπορούν πλέον να υποθέσουν ότι όλοι οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από το γονικό τους αστέρι σε ένα μόνο επίπεδο." λέει η Barbara McArthur του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Παρατηρητήριο McDonald του Ώστιν.
Παρόμοιο με τον Ήλιο στις ιδιότητές του, το Upsilon Andromedae βρίσκεται περίπου 44 έτη φωτός μακριά. Είναι λίγο νεότερο, πιο ογκώδες και πιο φωτεινό από τον Ήλιο. Για πάνω από μια δεκαετία, οι αστρονόμοι γνώριζαν ότι τρεις πλανήτες τύπου Δία περιστρέφονται γύρω από το κίτρινο-λευκό αστέρι Upsilon Andromedae.
Αλλά μετά από πάνω από χίλιες συνδυασμένες παρατηρήσεις, η ΜακΝτόναλντ και η ομάδα της αποκάλυψαν υπαινιγμούς ότι ένας τέταρτος πλανήτης, ε, σε τροχιά γύρω από το αστέρι πολύ πιο μακριά. Ήταν επίσης σε θέση να προσδιορίσουν τις ακριβείς μάζες δύο από τους τρεις προηγουμένως γνωστούς πλανήτες, Upsilon Andromedae c και d. Πολύ πιο εντυπωσιακό, ωστόσο, είναι ότι δεν είναι όλοι οι πλανήτες σε τροχιά γύρω από αυτό το αστέρι στο ίδιο επίπεδο. Οι τροχιές των πλανητών c και d είναι κεκλιμένες κατά 30 μοίρες ο ένας στον άλλο. Αυτή η έρευνα σηματοδοτεί την πρώτη φορά που μετρήθηκε η «αμοιβαία κλίση» δύο πλανητών σε τροχιά γύρω από ένα άλλο αστέρι.
«Πιθανότατα ο Upsilon Andromedae είχε την ίδια διαδικασία σχηματισμού με το δικό μας ηλιακό σύστημα, αν και θα μπορούσαν να υπήρχαν διαφορές στον όψιμο σχηματισμό που αποτέλεσαν αυτή την αποκλίνουσα εξέλιξη», δήλωσε ο McArthur. «Η προϋπόθεση της πλανητικής εξέλιξης μέχρι στιγμής ήταν ότι τα πλανητικά συστήματα σχηματίζονται στο δίσκο και παραμένουν σχετικά συνεπίπεδα, όπως το δικό μας σύστημα, αλλά τώρα έχουμε μετρήσει μια σημαντική γωνία μεταξύ αυτών των πλανητών που δείχνει ότι αυτό δεν συμβαίνει πάντα. "
Μέχρι τώρα, η συμβατική σοφία ήταν ότι ένα μεγάλο νέφος αερίου καταρρέει για να σχηματίσει ένα αστέρι και οι πλανήτες είναι ένα φυσικό υποπροϊόν από εναπομένον υλικό που σχηματίζει δίσκο. Στο ηλιακό μας σύστημα, υπάρχει ένα απολίθωμα αυτής της δημιουργικής εκδήλωσης επειδή και οι οκτώ κύριοι πλανήτες περιστρέφονται σε σχεδόν το ίδιο επίπεδο. Οι εξόχως νάνοι πλανήτες όπως ο Πλούτωνας βρίσκονται σε κεκλιμένες τροχιές, αλλά αυτοί έχουν τροποποιηθεί από τη βαρύτητα του Ποσειδώνα και δεν είναι ενσωματωμένοι βαθιά μέσα στο βαρυτικό πεδίο του Ήλιου.
Λοιπόν, τι χτύπησε το σύστημα Upsilon Andromedae;
«Οι πιθανότητες περιλαμβάνουν αλληλεπιδράσεις που προκύπτουν από την εσωτερική μετανάστευση των πλανητών, την απόρριψη άλλων πλανητών από το σύστημα μέσω της διασποράς του πλανήτη-πλανήτη ή τη διακοπή από το δυαδικό σύντροφο του γονικού αστέρα, Upsilon Andromedae B», δήλωσε ο McArthur.
Ή, το συνοδευτικό αστέρι - ένας κόκκινος νάνος λιγότερο ογκώδης και πολύ πιο αμυδρό από τον Ήλιο - θα μπορούσε να είναι ο ένοχος. είναι.
"Δεν έχουμε ιδέα ποια είναι η τροχιά της", δήλωσε το μέλος της ομάδας Fritz Benedict. «Θα μπορούσε να είναι πολύ εκκεντρικό. Ίσως έρχεται πολύ κοντά κάθε φορά. Μπορεί να χρειαστούν 10.000 χρόνια. " Ένα τόσο κοντινό πέρασμα από το δευτερεύον αστέρι θα μπορούσε να διαταράξει βαρυτικά τις τροχιές των πλανητών. "
Οι δύο διαφορετικοί τύποι δεδομένων που συνδυάστηκαν σε αυτήν την έρευνα ήταν η αστρομετρία από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και η ακτινική ταχύτητα από τα επίγεια τηλεσκόπια.
Η αστρομετρία είναι η μέτρηση των θέσεων και των κινήσεων των ουράνιων σωμάτων. Η ομάδα του McArthur χρησιμοποίησε έναν από τους αισθητήρες Fine Guidance (FGS) στο τηλεσκόπιο Hubble για την εργασία. Τα FGS είναι τόσο ακριβή που μπορούν να μετρήσουν το πλάτος ενός τετάρτου στο Ντένβερ από το πλεονεκτικό σημείο του Μαϊάμι. Αυτή ήταν η ακρίβεια που χρησιμοποιήθηκε για την ανίχνευση της κίνησης του αστεριού στον ουρανό που προκαλείται από τους γύρω - και αόρατους - πλανήτες του.
Η ακτινική ταχύτητα κάνει μετρήσεις της κίνησης του αστεριού στον ουρανό προς και μακριά από τη Γη. Αυτές οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν για μια περίοδο 14 ετών χρησιμοποιώντας επίγεια τηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένων δύο στο Παρατηρητήριο McDonald και άλλα στο Παρατηρητήριο Lick, Haute-Provence και Whipple. Η ακτινική ταχύτητα παρέχει μια μακρά βάση των παρατηρήσεων θεμελίωσης, οι οποίες επέτρεψαν τη βραχύτερη διάρκεια, αλλά πιο ακριβείς και πλήρεις, τις παρατηρήσεις του Χαμπλ για να καθορίσουν καλύτερα τις τροχιακές κινήσεις.
Το γεγονός ότι η ομάδα καθόρισε τις τροχιακές κλίσεις των πλανητών c και d τους επέτρεψε να υπολογίσουν τις ακριβείς μάζες των δύο πλανητών. Οι νέες πληροφορίες μάς είπαν ότι πρέπει να αλλάξει η άποψή μας για το ποιος πλανήτης είναι βαρύτερος. Οι προηγούμενες ελάχιστες μάζες για τους πλανήτες που δόθηκαν από μελέτες ακτινικής ταχύτητας έθεσαν την ελάχιστη μάζα για τον πλανήτη c στους 2 Δία και για τον πλανήτη d στους 4 Δία. Οι νέες, ακριβείς μάζες, που βρέθηκαν από την αστρομετρία είναι 14 Δία για τον πλανήτη c και 10 Δία για τον πλανήτη d.
«Τα δεδομένα του Hubble δείχνουν ότι η ακτινική ταχύτητα δεν είναι ολόκληρη η ιστορία», δήλωσε ο Benedict. «Το γεγονός ότι οι πλανήτες πραγματικά γυρίστηκαν μαζικά ήταν πολύ χαριτωμένο.»
Ο τέταρτος πλανήτης είναι τόσο μακριά, που το σήμα του δεν αποκαλύπτει την καμπυλότητα της τροχιάς του.
Τα 14 χρόνια πληροφοριών ακτινικής ταχύτητας που συνέταξε η ομάδα αποκάλυψαν υπαινιγμούς ότι ένας τέταρτος, μεγάλης διάρκειας πλανήτης μπορεί να περιστρέφεται πέρα από τους τρεις που είναι τώρα γνωστοί. Υπάρχουν μόνο υποδείξεις για αυτόν τον πλανήτη επειδή είναι τόσο μακριά που το σήμα που δημιουργεί δεν αποκαλύπτει ακόμη την καμπυλότητα μιας τροχιάς. Ένα άλλο κομμάτι του παζλ που λείπει είναι η κλίση του εσωτερικού πλανήτη, b, ο οποίος θα απαιτούσε αστρομετρία ακριβείας 1.000 φορές μεγαλύτερη από το Hubble, έναν στόχο που μπορεί να επιτευχθεί από μια μελλοντική διαστημική αποστολή βελτιστοποιημένη για την ιντερφομετρία.
Πηγές: HubbleSite, συνέντευξη τύπου AAS
