Астрономите откриват, че не само има широк спектър от различни извънслънчеви планети, но има и различни видове планетни системи. „Вече не сме в Канзас, що се отнася до слънчевите системи“, каза Барбара Макдоналд от обсерваторията Макдоналд на Тексаския университет на срещата на Американското астрономическо дружество в Маями, Флорида днес. „Вълнуващото е, че открихме друга многопланетна система, която изобщо не прилича на нашата.
Поглед отблизо към системата Upsilon Andromedae с космическия телескоп Хъбъл, телескопа Hobby-Eberly и други наземни телескопи показва объркана система, при която планетите са извън наклон и имат силно наклонени орбити. Астрономите откриха и 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 от спокойствие в сравнение с Ипсилон Андромеда.
Сравнение на слънчеви системи. Кредит: HubbleSite
Макдоналд каза, че тези изненадващи открития ще повлияят на теориите за това как се развиват многопланетните системи и показва, че някои насилствени събития могат да се случат, за да нарушат орбитите на планетите след формиране на планетарна система.
„Констатациите означават, че бъдещите изследвания на екзопланетните системи ще бъдат по-сложни“, каза тя. „Астрономите вече не могат да приемат, че всички планети обикалят около родителската си звезда в една равнина. казва Барбара Макартър от Тексаския университет в обсерваторията Макдоналд в Остин.
Подобно на нашето Слънце по своите свойства, Upsilon Andromedae се намира на около 44 светлинни години от нас. Той е малко по-млад, по-масивен и по-ярък от Слънцето. От малко повече от десетилетие астрономите знаят, че три планети от тип Юпитер обикалят около жълто-бялата звезда Ипсилон Андромеда.
Но след над хиляда комбинирани наблюдения Макдоналд и нейният екип разкриха намеци, че четвърта планета, e, обикаля около звездата много по-далеч. Те също така успяха да определят точните маси на две от трите известни по-рано планети, Ипсилон Андромеда c и d. Много по-удивително обаче е, че не всички планети обикалят около тази звезда в една и съща равнина. Орбитите на планетите c и d са наклонени с 30 градуса една спрямо друга. Това изследване бележи първия път, когато е измерено „взаимното наклонение“ на две планети, обикалящи около друга звезда.
„Най-вероятно Upsilon Andromedae е имало същия процес на формиране като нашата собствена слънчева система, въпреки че е можело да има различия в късната формация, която е зародила тази различна еволюция“, каза Макартър. „Предпоставката на планетарната еволюция досега беше, че планетните системи се формират в диска и остават относително копланарни, като нашата собствена система, но сега измерихме значителен ъгъл между тези планети, което показва, че това не винаги е така. ”
Досега общоприетата мъдрост беше, че голям облак газ се срутва, за да образува звезда, а планетите са естествен страничен продукт от остатъчен материал, който образува диск. В нашата слънчева система има вкаменелости от това сътворение, защото всичките осем големи планети орбитират в почти една и съща равнина. Най-външните планети джуджета като Плутон са в наклонени орбити, но те са били модифицирани от гравитацията на Нептун и не са вградени дълбоко в гравитационното поле на Слънцето.
И така, какво събори системата Upsilon Andromedae?
„Възможностите включват взаимодействия, възникващи от вътрешната миграция на планетите, изхвърлянето на други планети от системата чрез разсейване на планета-планета или прекъсване от двойната придружителна звезда на родителската звезда, Upsilon Andromedae B“, каза Макартър.
Или пък придружаващата звезда – червено джудже, по-малко масивно и много по-тъмно от Слънцето – може да бъде виновникът. е
„Нямаме представа каква е орбитата му“, каза членът на екипа Фриц Бенедикт. „Може да е много ексцентрично. Може би от време на време идва много близо. Може да отнеме 10 000 години.' Такова близко преминаване покрай вторичната звезда би могло гравитационно да наруши орбитите на планетите.
Двата различни типа данни, комбинирани в това изследване, са астрометрия от космическия телескоп Хъбъл и радиална скорост от наземни телескопи.
Астрометрията е измерване на позициите и движенията на небесните тела. Групата на Макартър използва един от сензорите за фино насочване (FGS) на телескопа Хъбъл за задачата. FGS са толкова прецизни, че могат да измерват 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 невиждани - планети.
Радиалната скорост прави измервания на движението на звездата по небето към и далеч от Земята. Тези измервания са направени за период от 14 години с помощта на наземни телескопи, включително два в обсерваторията на Макдоналд и други в обсерваторията Лик, Haute-Provence и Whipple. Радиалната скорост осигурява дълга базова линия на фундаменталните наблюдения, което позволява по-кратките, но по-прецизни и пълни наблюдения на Хъбъл да 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 променена. Предишните минимални маси за планетите, дадени от изследванията на радиалната скорост, поставят минималната маса за планета c на 2 Юпитера и за планета d на 4 Юпитера. Новите, точни маси, открити чрез астрометрията, са 14 Юпитера за планета c и 10 Юпитера за планета d.
„Данните на Хъбъл показват, че радиалната скорост не е цялата история“, каза Бенедикт. 'Фактът, че планетите всъщност се обърнаха в маса, беше наистина сладък.'
Четвъртата планета е толкова далеч, че сигналът й не разкрива кривината на нейната орбита.
14-годишната информация за радиалната скорост, събрана от екипа, разкри намеци, че четвърта, дългопериодична планета може да орбитира отвъд трите, известни сега. Има само намеци за тази планета, защото е толкова далеч, че сигналът, който създава, все още не разкрива кривината на орбитата. Друго липсващо парче от пъзела е наклонът на най-вътрешната планета b, което би изисквало прецизна астрометрия 1000 пъти по-голяма от тази на Хъбъл, цел, постижима от бъдеща космическа мисия, оптимизирана за интерферометрия.
Източници: HubbleSite, Пресконференция на AAS
