Astronómovia zisťujú, že existuje nielen široká škála rôznych extrasolárnych planét, ale existujú aj rôzne typy planetárnych systémov. "Už nie sme v Kansase, pokiaľ ide o solárne systémy," uviedla Barbara McDonald z observatória McDonald Observatory University of Texas na dnešnom stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti v Miami na Floride. "Vzrušujúce je, že sme našli ďalší systém pre viac planét, ktorý vôbec nie je taký ako náš."
Bližší pohľad na systém Upsilon Andromedae pomocou Hubbleovho vesmírneho ďalekohľadu, Hobby-Eberlyho ďalekohľadu a ďalších pozemných ďalekohľadov ukazuje roztrieštený systém, kde sú planéty naklonené a majú vysoko naklonené obežné dráhy. Astronómovia tiež našli ďalšiu planétu a tiež inú hviezdu - je to pravdepodobne binárny systém hviezd.
Dokonca aj na naklonenej obežnej dráhe Pluta vyzerá naša slnečná sústava v porovnaní s Upsilon Andromedae ako oceán pokoja.
McDonald uviedol, že tieto prekvapujúce zistenia budú mať vplyv na teórie vývoja multi-planétových systémov, a ukazuje, že niektoré násilné udalosti môžu narušiť obežné dráhy planét po vytvorení planétového systému.
„Zistenia znamenajú, že budúce štúdie exoplanetárnych systémov budú komplikovanejšie,“ uviedla. "Astronómovia už nemôžu predpokladať, že všetky planéty obiehajú svoju materskú hviezdu v jednej rovine." hovorí Barbara McArthur z University of Texas v Austinovom observatóriu McDonald.
Podobne ako naše Slnko vo svojich vlastnostiach, Upsilon Andromedae leží asi 44 svetelných rokov. Je o niečo mladšia, masívnejšia a jasnejšia ako Slnko. Už vyše desať rokov vedeli astronómovia, že tri planéty typu Jupiter obiehajú okolo žlto-bielej hviezdy Upsilon Andromedae.
Po viac ako tisícoch kombinovaných pozorovaní však McDonald a jej tím odhalili náznaky, že štvrtá planéta, obieha hviezdu oveľa ďalej. Boli tiež schopní určiť presnú hmotnosť dvoch z troch predtým známych planét, Upsilon Andromedae cad. Oveľa viac prekvapujúce však je, že nie všetky planéty obiehajú okolo tejto hviezdy v tej istej rovine. Obežné dráhy planét c a d sú voči sebe sklonené o 30 stupňov. Tento výskum predstavuje prvýkrát, keď sa zmeral „vzájomný sklon“ dvoch planét obiehajúcich inú hviezdu.
"S najväčšou pravdepodobnosťou mal Upsilon Andromedae rovnaký proces formovania ako naša vlastná slnečná sústava, hoci v neskorej formácii mohli byť rozdiely, ktoré spôsobili tento rozdielny vývoj," uviedol McArthur. „Doterajším predpokladom vývoja planét bolo to, že sa na disku tvoria planetárne systémy a zostávajú relatívne rovinné, ako náš vlastný systém, ale teraz sme zmerali medzi týmito planétami významný uhol, ktorý naznačuje, že to tak nie je vždy. "
Doteraz bola obvyklá múdrosť, že veľký oblak plynu sa zhroutil a vytvoril hviezdu a planéty sú prírodným vedľajším produktom zvyšku, ktorý tvorí disk. V našej slnečnej sústave je fosília tejto udalosti stvorenia, pretože všetkých osem veľkých planét obieha takmer v rovnakej rovine. Najvzdialenejšie trpasličie planéty, ako je Pluto, sú na naklonených drahách, ale tie boli upravené gravitáciou Neptúna a nie sú zakotvené hlboko vo vnútri gravitačného poľa Slnka.
Čo teda zrazilo systém Upsilon Andromedae okolo?
"Medzi možnosti patria interakcie, ktoré sa vyskytujú pri vnútornej migrácii planét, vyhadzovaní iných planét zo systému prostredníctvom rozptylu planéty-planéty alebo prerušení binárnej sprievodnej hviezdy materskej hviezdy, Upsilon Andromedae B," uviedol McArthur.
Alebo môže byť vinníkom spoločná hviezda - červený trpaslík menej masívny a omnoho tmavší ako Slnko. je.
"Nemáme tušenie, čo je to za obežnú dráhu," uviedol člen tímu Fritz Benedict. „Mohlo by to byť veľmi výstredné. Možno to príde veľmi blízko každý raz za čas. Môže to trvať 10 000 rokov. “ Takýto blízky prechod sekundárnou hviezdou by mohol gravitačne narušiť obežné dráhy planét. “
Dva rôzne typy údajov kombinované v tomto výskume boli astrometria z Hubbleovho vesmírneho teleskopu a radiálna rýchlosť z pozemných ďalekohľadov.
Astrometria je meranie pozícií a pohybov nebeských telies. Skupina McArthur použila na úlohu jeden z senzorov Fine Guidance Sensors (FGS) na Hubbleovho teleskopu. FGS sú také presné, že môžu merať šírku štvrtiny v Denveri od výhodného miesta v Miami. Bola to práve táto presnosť, ktorá slúžila na sledovanie pohybu hviezdy po oblohe spôsobeného jej okolitými a neviditeľnými planétami.
Radiálna rýchlosť meria pohyb hviezdy na oblohe smerom a od Zeme. Tieto merania sa uskutočňovali v priebehu 14 rokov pomocou pozemných teleskopov, vrátane dvoch v observatóriu McDonald a ďalších v Lick, Haute-Provence a Whipple Observatories. Radiálna rýchlosť poskytuje dlhú základnú líniu pozorovaní základov, čo umožnilo kratšie trvanie, ale presnejšie a úplnejšie Hubblove pozorovania, aby sa lepšie definovali orbitálne pohyby.
Skutočnosť, že tím určil orbitálne sklony planét cad, im umožnil vypočítať presnú hmotnosť obidvoch planét. Nové informácie nám povedali, že je potrebné zmeniť náš pohľad na to, ktorá planéta je ťažšia. Predchádzajúce minimálne hmotnosti pre planéty dané štúdiami radiálnej rýchlosti dali minimálnu hmotnosť pre planétu c na 2 Jupitery a pre planéty d na 4 Jupitery. Nové, presné hmotnosti, zistené astrometriou, sú 14 Jupiterov pre planétu ca 10 Jupiterov pre planétu d.
"Hubbleove údaje ukazujú, že radiálna rýchlosť nie je celý príbeh," uviedol Benedict. "Skutočnosť, že planéty sa skutočne hromadili, bola naozaj roztomilá."
Štvrtá planéta je tak ďaleko, že jej signál neodhaľuje zakrivenie jej obežnej dráhy.
Štrnásť rokov informácií o radiálnej rýchlosti zostavených tímom odhalilo náznaky, že štvrtá, dlhodobá planéta môže obiehat 'za hranicami troch doteraz známych. Na tejto planéte sú len náznaky, pretože je tak ďaleko, že signál, ktorý vytvára, zatiaľ neodhaľuje zakrivenie obežnej dráhy. Ďalším chýbajúcim kúskom skladačky je sklon najvnútornejšej planéty b, ktorá by si vyžadovala presnosť 1 000-krát väčšej astrometrie ako Hubbleova, čo je cieľ dosiahnuteľný budúcou vesmírnou misiou optimalizovanou na interferometriu.
Zdroje: HubbleSite, tlačová konferencia AAS
