Astronomit ovat havainneet, että ei ole olemassa vain laaja valikoima erilaisia ekstrasolaarisia planeettoja, vaan on myös erityyppisiä planeettajärjestelmiä. "Emme ole enää Kansassa niin pitkälle kuin aurinkojärjestelmät menevät", sanoi Barbara McDonald Texasin yliopiston McDonaldin observatoriosta Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran kokouksessa Miamissa, Floridassa. "Mielenkiintoinen asia on, että löysimme toisen moniplanetaattisen järjestelmän, joka ei ole lainkaan kuin omamme."
Tarkka katsaus Upsilon Andromedae -järjestelmään Hubble-avaruusteleskoopin, Hobby-Eberly-teleskoopin ja muiden maapohjaisten teleskooppien avulla osoittaa hämmästyttävää järjestelmää, jossa planeetat ovat poissa kallistumisesta ja niiden kiertoradat ovat erittäin kaltevat. Astronomit löysivät myös toisen planeetan ja myös toisen tähden - tämä on todennäköisesti binaarinen tähtijärjestelmä.
Jopa Pluton kaltevalla kiertoradalla, aurinkokuntamme näyttää rauhalliselta mereltä verrattuna Upsilon Andromedaeen.
McDonald sanoi, että nämä yllättävät havainnot vaikuttavat teorioihin siitä, kuinka monen planeetan järjestelmät kehittyvät, ja se osoittaa, että jotkut väkivaltaiset tapahtumat voivat tapahtua häiritsemään planeettojen kiertoratoja planeettajärjestelmän muodostuessa.
"Tulokset tarkoittavat, että tulevat eksoplanetaaristen järjestelmien tutkimukset ovat monimutkaisempia", hän sanoi. "Tähtitieteilijät eivät voi enää olettaa, että kaikki planeetat kiertävät vanhemmat tähtään yhdellä tasolla." sanoo Barbara McArthur Texasin yliopistosta Austinin McDonaldin observatoriossa.
Upsilon Andromedae on ominaisuuksiltaan samanlainen kuin aurinkomme, noin 44 valovuoden päässä. Se on hiukan nuorempi, massiivisempi ja kirkkaampi kuin aurinko. Astronomit ovat tienneet jo yli kymmenen vuoden ajan, että kolme Jupiter-tyyppistä planeettaa kiertää keltavalkoista tähteä Upsilon Andromedae.
Mutta yli tuhannen yhdistetyn havainnon jälkeen McDonald ja hänen tiiminsä paljasti vinkkejä siitä, että neljäs planeetta e kiertää tähtiä paljon kauempana. He pystyivät myös määrittämään tarkat massat kahdelle aiemmin tunnetuista kolmesta planeetasta, Upsilon Andromedae c ja d. Paljon hätkähdyttävämpi on kuitenkin se, että kaikki planeetat kiertävät tätä tähteä samassa tasossa. Planeetojen c ja d kiertoradat ovat kallistuneet 30 astetta toisiinsa nähden. Tämä tutkimus merkitsee ensimmäistä kertaa toisen tähtiä kiertävän kahden planeetan ”keskinäisen taipuman” mittaamista.
"Todennäköisesti Upsilon Andromedaella oli sama muodostumisprosessi kuin omalla aurinkokuntamme, vaikka myöhäisessä muodostumisessa olisi voinut olla eroja, jotka kylvöivät tätä erilaista evoluutiota", McArthur sanoi. ”Planetaarisen evoluution lähtökohtana on toistaiseksi ollut, että planeettajärjestelmät muodostuvat levyllä ja pysyvät suhteellisen tasotasolla, kuten oma järjestelmämme, mutta nyt olemme mitanneet merkittävän kulman näiden planeettojen välillä, mikä osoittaa, että näin ei aina ole. ”
Tähän saakka tavanomainen viisaus on ollut, että iso kaasupilvi putoaa alaspäin muodostaen tähti ja planeetat ovat luonnollista jäljellä olevan materiaalin sivutuotetta, joka muodostaa levyn. Aurinkokunnassamme on tuon fossiilinen luomistapahtuma, koska kaikki kahdeksan suurta planeettaa kiertävät melkein samalla tasolla. Äärimmäiset kääpiö planeetat, kuten Pluton, ovat kaltevilla kiertoradalla, mutta Neptunuksen painovoima on muokannut niitä, eikä niitä ole upotettu syvälle Auringon painovoimakenttään.
Joten mikä koputti Upsilon Andromedae -järjestelmän ympärille?
"Mahdollisuuksia ovat vuorovaikutukset, jotka johtuvat planeettojen sisäänpäin siirtymisestä, muiden planeettojen karkaamisesta järjestelmästä planeetan ja planeetan sironnan kautta tai häiriöiden emätähden binaarisen seuratähden, Upsilon Andromedae B: n,", McArthur sanoi.
Tai, seuratähti - punainen kääpiö, joka on vähemmän massiivinen ja paljon himmeämpi kuin aurinko - voisi olla syyllinen. On.
"Meillä ei ole aavistustakaan, mikä sen kiertorata on", sanoi ryhmän jäsen Fritz Benedict. ”Se voi olla hyvin epäkeskinen. Ehkä se tulee hyvin lähellä joka kerta. Se voi viedä 10 000 vuotta. ” Tällainen sekundaaritähteen läheinen ohitus voisi häiritä planeetat kiertoradat painovoiman avulla. ”
Kaksi erityyppistä dataa, joita tässä tutkimuksessa yhdistettiin, olivat astrometria Hubble-avaruusteleskoopista ja radiaalinopeus maanpäällisistä teleskoopeista.
Astrometria on taivaankappaleiden sijaintien ja liikkeiden mittaus. McArthur-ryhmä käytti tehtävään yhtä Hubble-kaukoputken hienoista ohjausantureista (FGS). FGS: t ovat niin tarkkoja, että ne voivat mitata neljänneksen leveyden Denverissä Miamin näkökulmasta. Juuri tätä tarkkuutta käytettiin tähden liikkeen seuraamiseen taivaalla, jonka ympäröivät - ja näkymättömät - planeetat aiheuttivat.
Radiaalinen nopeus mittaa tähden liikkumista taivaalla kohti maata ja poispäin maasta. Nämä mittaukset tehtiin 14 vuoden aikana maanpäällisillä kaukoputkilla, mukaan lukien kaksi McDonaldin observatoriossa ja muut Lickissä, Haute-Provencessa ja Whipplein observatorioissa. Radiaalinen nopeus tarjoaa pitkän perustan havaintoihin, jotka mahdollistivat lyhyemmän keston, mutta tarkempia ja täydellisempiä Hubble-havaintoja, jotka määrittelivät paremmin kiertoradan liikkeet.
Se tosiasia, että joukkue määritteli planeettojen c ja d kiertoradat, antoi heidän laskea kahden planeetan tarkat massat. Uudet tiedot kertoivat meille, että näkemystämme siitä, mikä planeetta on painavampi, on muutettava. Aikaisemmat säteittäisnopeustutkimuksista saadut planeettojen vähimmäismassat asettavat planeetan c vähimmäismassan 2 Jupiteriin ja planeetan d 4 Jupiteriin. Astrometrian avulla löydetyt uudet, tarkat massat ovat 14 Jupiteria planeetalla c ja 10 Jupiteria planeetalla d.
"Hubblen tiedot osoittavat, että radiaalinen nopeus ei ole koko juttu", Benedict sanoi. "Se tosiasia, että planeetat todella kääntyivät massaan, oli todella söpö."
Neljäs planeetta on niin kaukana, että sen signaali ei paljasta kiertoradansa kaarevuutta.
Ryhmän keräämät 14 vuoden säteittäisnopeustiedot paljastivat vihjeitä siitä, että neljäs pitkäaikainen planeetta voi kiertää nykyään tunnetun kolmen ulkopuolella. Tästä planeetasta on vain vinkkejä, koska se on niin kaukana, että sen luoma signaali ei vielä paljasta kiertoradan kaarevuutta. Toinen puutteellinen palapeli on sisimmän planeetan b kallistus, joka vaatisi tarkkuusastrometriaa, joka on 1 000 kertaa suurempi kuin Hubblen tavoite, tavoitteen, joka voidaan saavuttaa tulevaisuuden avaruusoperaatiolla, joka on optimoitu interferometriaa varten.
Lähteet: HubbleSite, AAS-tiedotustilaisuus
