A csillagászok azt találják, hogy nem csak a különféle extoláris bolygók széles skálája létezik, hanem a bolygórendszerek különféle típusai is vannak. "Most már nem vagyunk Kansasban, amennyire a napenergia rendszer megy" - mondta Barbara McDonald a texasi egyetem McDonald Obszervatóriumáról, az amerikai csillagászati társaság ma Miami-ban, Floridaban tartott ülésén. "Az izgalmas az, hogy találtunk egy másik több bolygórendszert, amely egyáltalán nem hasonlít a sajátunkhoz."
Az Upsilon Andromedae rendszert a Hubble űrteleszkóppal, a Hobby-Eberly teleszkóppal és más földi távcsövekkel szemügyre véve egy rendkívüli rendszerről van szó, ahol a bolygók nem dőlnek és erősen dőlnek a pályájukkal. A csillagászok találtak egy másik bolygót és egy másik csillagot is - ez valószínűleg egy bináris csillagrendszer.
Még a Plútó ferde pályáján is, a naprendszerünk úgy néz ki, mint egy nyugodt óceán az Upsilon Andromedae-hez képest.
McDonald szerint ezek a meglepő eredmények befolyásolják a több bolygórendszerek fejlődésének elméleteit, és megmutatja, hogy egyes erőszakos események megszakíthatják a bolygók keringését, miután egy bolygórendszer kialakul.
"Az eredmények azt sugallják, hogy az exoplanetáris rendszerek jövőbeni vizsgálata bonyolultabb lesz" - mondta. "A csillagászok már nem feltételezik, hogy az összes bolygó kering az egyik szülői csillagban egyetlen síkon." - mondta Barbara McArthur, a texasi egyetem, az Austin McDonald Obszervatórium.
Upsilon Andromedae, tulajdonságainkhoz hasonlóan, körülbelül 44 fényévnyire fekszik. Kicsit fiatalabb, hatalmasabb és fényesebb, mint a Nap. A csillagászok alig több mint egy évtized óta tudják, hogy három Jupiter típusú bolygó kerüli a sárga-fehér csillagot, az Upsilon Andromedae-t.
De több mint ezer együttes megfigyelés után McDonald és csapata észrevételeket fedezett fel arra vonatkozóan, hogy egy negyedik bolygó, az e kering a csillagnál, sokkal távolabb. Képesek voltak meghatározni a korábban ismert három bolygó, az Upsilon Andromedae c és d pontos kettőjét is. Sokkal megdöbbentõbb azonban, hogy nem minden bolygó kering ezen a csillagon ugyanazon a síkon. A c és a d bolygó pályáinak egymáshoz viszonyított 30 fokos szöge van. Ez a kutatás először jelöli meg egy másik csillag körül keringő két bolygó „kölcsönös dőlésének” mérését.
"Valószínűleg az Upsilon Andromedae képződésének folyamata ugyanaz, mint a saját Naprendszerünkben, bár a késői képződményekben különbségek lehettek, amelyek ezt az eltérő evolúciót vetítették elő" - mondta McArthur. „A bolygói evolúció eddigi előfeltétele az volt, hogy a bolygórendszerek a korongban formálódnak és viszonylag síkban maradnak, mint a saját rendszerünk, de most megmérjük egy jelentős szöget ezen bolygók között, ami azt jelzi, hogy ez nem mindig van így. ”
Eddig a hagyományos bölcsesség az volt, hogy egy nagy gázfelhő csillag kialakulásakor összeomlik, a bolygók pedig a fennmaradó anyag természetes mellékterméke, amely egy lemezt képez. Naprendszerünkben van egy fosszilis anyag az alkotó eseményről, mivel mind a nyolc fő bolygó szinte ugyanazon a síkon kering. A legkülső törpe bolygók, például a Plútó ferde pályán vannak, de ezeket Neptunusz gravitációja módosította, és nem ágyazódtak be mélyen a Nap gravitációs mezőjébe.
Tehát mi kopogtatta az Upsilon Andromedae rendszert?
"A lehetőségek magukban foglalják a bolygók befelé vándorlásakor fellépő kölcsönhatásokat, más bolygók kiszivárgását a rendszerből a bolygó-bolygó szétszóródása révén, vagy a szülőcsillagok bináris társcsillagjának, az Upsilon Andromedae B-nek való zavarást" - mondta McArthur.
Vagy a társcsillag - egy vörös törpe, amely kevésbé masszív és sokkal tompabb, mint a Nap - lehet a tettes. van.
"Fogalmunk sincs, mi a pályája" - mondta Fritz Benedict a csapat tagja. „Nagyon excentrikus lehet. Lehet, hogy időnként nagyon közel áll. 10 000 évig is eltarthat. ” A szekunder csillag ilyen közeli áthaladása gravitációs úton zavarhatja a bolygók keringési pályáit. ”
A két különféle típusú adat, amelyet ebben a kutatásban kombináltak, a Hubble Űrtávcső asztrometria és a földi távcsövek sugársebessége volt.
Az asztrometria az égitestek helyzetének és mozgásának mérése. A McArthur csoportja a feladat elvégzéséhez a Hubble-teleszkóp egyik finomvezetési érzékelőjét (FGS) használt. Az FGS annyira pontos, hogy mérni tudják egy negyed szélességét Denverben a Miami kilátópontjától. Ezzel a pontossággal lehetett nyomon követni a csillag mozgását az égen, amelyet a környező - és láthatatlan - bolygók okoztak.
A sugársebesség a csillag égbolton való mozgását méri a Föld felé és távol a Föld felé. Ezeket a méréseket 14 év alatt végezték földi távcsövekkel, köztük kettőt a McDonald Obszervatóriumban, mások a Lickben, a Haute-Provence-ben és a Whipple Obszervatóriumban. A sugárirányú sebesség hosszú alapot nyújt az alapozási megfigyelésekhez, amelyek lehetővé tették a rövidebb, de pontosabb és teljesebb Hubble-megfigyelések pontosabb meghatározását az orbitális mozgásoknál.
Az a tény, hogy a csapat meghatározta a c és d bolygók pályájának dőlését, lehetővé tette számukra a két bolygó pontos tömegének kiszámítását. Az új információ azt mondta nekünk, hogy meg kell változtatni azt a véleményünket, hogy melyik bolygó nehezebb. A bolygók korábbi minimális tömegét, amelyet radiális sebesség-tanulmányok adtak, a c bolygó minimális tömege 2 Jupiternél és d bolygó 4 Jupiternél jelenik meg. Az új, pontos tömegek, amelyeket az asztrometriával találtak, 14 Jupiter a c bolygón és 10 Jupiter a d bolygón.
"A Hubble-adatok azt mutatják, hogy a sugárirányú sebesség nem az egész történet" - mondta Benedict. "A tény, hogy a bolygók valóban megtörtek tömegben, nagyon aranyos volt."
A negyedik bolygó olyan messze van, hogy a jele nem mutatja a pálya görbületét.
A csoport által összeállított, a sugárirányú sebességre vonatkozó 14 évre vonatkozó információk arra utalnak, hogy egy negyedik, hosszú ideig tartó bolygó keringhet a jelenleg ismert háromnál túlságosan. Csak tippek vannak erről a bolygóról, mert olyan messze van, hogy az általa létrehozott jel még nem derül ki egy pálya görbületéről. A puzzle másik hiányzó darabja a b legbelső bolygó dőlése, amelyhez a Hubble-nél 1000-szer nagyobb pontosságú asztrometriát kellene megkövetelni - ez egy olyan cél, amelyet az interferometria szempontjából optimalizált jövőbeli űrhajósítás érhet el.
Források: HubbleSite, AAS sajtótájékoztató
