Όταν σκεφτόμαστε άλλα πλανητικά συστήματα, τείνουμε να πιστεύουμε ότι θα λειτουργούν με τους ίδιους βασικούς κανόνες με τους δικούς μας. Στο Ηλιακό Σύστημα, οι πλανήτες βρίσκονται σε τροχιά κοντά στο ισημερινό επίπεδο του Ήλιου - που σημαίνει γύρω από τον ισημερινό του. Ο περιστροφικός άξονας του Ήλιου, η κατεύθυνση των πόλων του με βάση την περιστροφή του, είναι επίσης ο ίδιος με τους περισσότερους πλανήτες (με εξαίρεση τον Ουρανό, ο οποίος περιστρέφεται στο πλάι του).
Αλλά αν η μελέτη των ηλιακών πλανητών μάς έχει διδάξει τίποτα, είναι ότι το Σύμπαν είναι γεμάτο δυνατότητες. Σκεφτείτε το αστέρι που είναι γνωστό ως GJ436, ένας κόκκινος νάνος που βρίσκεται περίπου 33 έτη φωτός από τη Γη. Εδώ και χρόνια, οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι αυτό το αστέρι έχει έναν πλανήτη που συμπεριφέρεται πολύ σαν κομήτης. Ωστόσο, σύμφωνα με μια πρόσφατη μελέτη με επικεφαλής αστρονόμους από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης (UNIGE), αυτός ο πλανήτης έχει επίσης μια πολύ περίεργη τροχιά.
Η μελέτη, με τίτλο "Orbital Misalignment of the Neptune-mass Exoplanet GJ 436b With the Spin of the Cool Star", εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Φύση. Η μελέτη διεξήχθη από τον Vincent Bourrier του Παρατηρητηρίου του Πανεπιστημίου της Γενεύης και περιελάμβανε μέλη από το Πανεπιστήμιο της Γκρενόμπλ Άλπεις, το Πανεπιστήμιο του Τενεσί και το Κέντρο Διαστήματος και Δυνατότητας στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης.
Το GJ436 υπήρξε ήδη πηγή επιστημονικού ενδιαφέροντος, χάρη εν μέρει στην ανακάλυψη ότι ο μοναδικός επιβεβαιωμένος εξωπλανήτης του έχει αέριο περίβλημα παρόμοιο με έναν κομήτη. Αυτός ο εξωπλανήτης, γνωστός ως GJ436b, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 2004 χρησιμοποιώντας μετρήσεις ακτινικής ταχύτητας που πραγματοποιήθηκαν από το Παρατηρητήριο Keck. Το 2007, το GJ436b έγινε ο πρώτος πλανήτης μεγέθους Ποσειδώνα που είναι γνωστό ότι βρίσκεται σε τροχιά πολύ κοντά στο αστέρι του (γνωστός και ως «Καυτό Ποσειδώνας»).
Και το 2015, το GJ436 b έκανε ξανά πρωτοσέλιδα όταν οι επιστήμονες ανέφεραν ότι η ατμόσφαιρά του εξατμίστηκε, με αποτέλεσμα ένα τεράστιο σύννεφο γύρω από τον πλανήτη και μια μακρά, ιστορική ιστορία. Αυτό το σύννεφο βρέθηκε να είναι το αποτέλεσμα του υδρογόνου που εξατμίζεται στην ατμόσφαιρα του πλανήτη, χάρη στην ακραία ακτινοβολία που προέρχεται από το αστέρι του. Αυτό το φαινόμενο που δεν έχει ξαναδεί ποτέ ουσιαστικά σημαίνει ότι το GJ436 b μοιάζει με κομήτη.
Ένα άλλο ενδιαφέρον γεγονός για αυτόν τον πλανήτη είναι η τροχιακή του κλίση, την οποία οι αστρονόμοι προβληματίζουν τα τελευταία 10 χρόνια. Σε αντίθεση με τους πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος - των οποίων οι τροχιές είναι σε μεγάλο βαθμό κυκλικοί - το GJ436b ακολουθεί μια πολύ εκκεντρική, ελλειπτική διαδρομή. Και όπως έδειξε η ερευνητική ομάδα στη μελέτη τους, ο πλανήτης επίσης δεν περιστρέφεται κατά μήκος του ισημερινού επιπέδου του αστεριού, αλλά περνά σχεδόν πάνω από τους πόλους του.
Όπως εξήγησε ο Vincent Bourrier - ερευνητής στο Τμήμα Αστρονομίας της Σχολής Επιστημών της UNIGE, μέλος του έργου του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Έρευνας FOUR ACES, και ο κύριος συγγραφέας της μελέτης - σε ένα δελτίο τύπου της UNIGE:
«Αυτός ο πλανήτης βρίσκεται κάτω από τεράστιες παλιρροιακές δυνάμεις επειδή βρίσκεται απίστευτα κοντά στο αστέρι του, μόλις το 3% της απόστασης Γης-Ήλιου. Το αστέρι είναι ένας κόκκινος νάνος του οποίου η διάρκεια ζωής είναι πολύ μεγάλη, οι παλιρροιακές δυνάμεις που προκαλεί έπρεπε από τότε να κυκλοφόρησαν την τροχιά του πλανήτη, αλλά αυτό δεν συμβαίνει! "
Αυτό ήταν ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον εύρημα για πολλούς λόγους. Από τη μία πλευρά, είναι η πρώτη περίπτωση όπου ένας πλανήτης βρέθηκε να έχει πολική τροχιά. Από την άλλη, η μελέτη του τρόπου με τον οποίο οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από ένα αστέρι είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να μάθετε περισσότερα για το πώς σχηματίστηκε και εξελίχθηκε αυτό το σύστημα. Για παράδειγμα, εάν ένας πλανήτης έχει διαταραχθεί από τη διέλευση ενός κοντινού αστεριού, ή επηρεάζεται από την παρουσία άλλων τεράστιων πλανητών, αυτό θα είναι εμφανές από την τροχιά του.
Όπως εξήγησε ο Christophe Lovis, ερευνητής της UNIGE και συν-συγγραφέας της μελέτης:
«Ακόμα κι αν έχουμε ήδη δει πλανητικές τροχιές, δεν καταλαβαίνουμε απαραίτητα την προέλευσή τους, ειδικά επειδή εδώ είναι η πρώτη φορά που μετράμε την αρχιτεκτονική ενός πλανητικού συστήματος γύρω από έναν κόκκινο νάνο».
Ο Hervé Beust, αστρονόμος από το Πανεπιστήμιο της Γκρενόμπλς Άλπεις, ήταν υπεύθυνος για τον υπολογισμό των τροχιακών στοιχείων στο GJ436b. Όπως ανέφερε, η πιο πιθανή εξήγηση για την τροχιά του GJ436b είναι η ύπαρξη ενός πιο μαζικού και πιο απομακρυσμένου πλανήτη στο σύστημα. Αν και αυτός ο πλανήτης δεν είναι επί του παρόντος γνωστός, αυτό θα μπορούσε να είναι η πρώτη ένδειξη ότι το GJ436 είναι ένα σύστημα πολλαπλών πλανητών.
"Αν αυτό ισχύει, οι υπολογισμοί μας δείχνουν ότι όχι μόνο ο πλανήτης δεν θα κινείται κατά μήκος ενός κύκλου γύρω από το αστέρι, όπως γνωρίζουμε εδώ και 10 χρόνια, αλλά θα πρέπει επίσης να βρίσκεται σε μια πολύ κεκλιμένη τροχιά", είπε. "Αυτό ακριβώς μετρήσαμε!"
Ένα άλλο ενδιαφέρον ενδιαφέρον από αυτήν τη μελέτη ήταν η πρόβλεψη ότι ο πλανήτης δεν ήταν πάντα σε τροχιά τόσο κοντά στο αστέρι του. Με βάση τους υπολογισμούς τους, η ομάδα υποθέτει ότι το GJ436b μπορεί να έχει μεταναστεύσει με την πάροδο του χρόνου για να γίνει ένας «εξατμισμένος πλανήτης» όπως είναι σήμερα. Και εδώ, η ύπαρξη ενός ακόμη μη ανιχνευόμενου συντρόφου πιστεύεται ότι είναι η πιο πιθανή αιτία.
Όπως και με όλες τις μελέτες εξωπλανήτη, αυτά τα ευρήματα έχουν επιπτώσεις στην κατανόηση και του Ηλιακού Συστήματος. Κοιτώντας μπροστά, η ομάδα ελπίζει να διεξαγάγει περαιτέρω μελέτες αυτού του συστήματος με την ελπίδα να προσδιορίσει εάν υπάρχει ένας αόριστος πλανητικός σύντροφος. Αυτές οι έρευνες πιθανότατα θα επωφεληθούν από την ανάπτυξη αποστολών επόμενης γενιάς, ιδίως του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb (JWST).
Όπως ανέφερε ο Bourier, "Ο επόμενος στόχος μας είναι να εντοπίσουμε τον μυστηριώδη πλανήτη που έχει αναστατώσει αυτό το πλανητικό σύστημα." Ο εντοπισμός του θα είναι ένας ακόμη έμμεσος τρόπος με τον οποίο οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν εξωπλανήτες - προσδιορίζοντας την παρουσία άλλων πλανητών με βάση την κλίση των ήδη ανακαλυφθέντων. Ίσως η μέθοδος της τροχιακής κλίσης;
