Астрономи виявляють, що існує не тільки широкий спектр різних позасонячних планет, але є і різні типи планетарних систем. "Ми вже не в Канзасі, наскільки йде сонячна система", - сказала Барбара Макдональд з Техаського університету "Обсерваторія Макдональд" на сьогоднішньому засіданні Американського астрономічного товариства в Майамі, штат Флорида. "Цікавим є те, що ми знайшли ще одну багатопланетну систему, яка зовсім не схожа на нашу".
Уважний погляд на систему Upsilon Andromedae з космічним телескопом Хаббл, телескопом «Хобі-Еберлі» та іншими наземними телескопами демонструє хитну систему, де планети не мають нахилу і мають дуже похилі орбіти. Астрономи також знайшли іншу планету, а також ще одну зірку - це, швидше за все, двійкова система зірок.
Навіть при похилій орбіті Плутона наша Сонячна система виглядає як океан спокою порівняно з Упсілон Андромедами.
Макдональд сказав, що ці дивовижні результати вплинуть на теорії того, як розвиваються багатопланетні системи, і це показує, що деякі насильницькі події можуть трапитися для порушення орбіт планети після формування планетарної системи.
"Результати означають, що майбутні дослідження екзопланетних систем будуть складнішими", - сказала вона. "Астрономи більше не можуть вважати, що всі планети обходять навколо своєї батьківської зірки в одній площині." каже Барбара Макартур з Техаського університету в Обсерваторії Макдональда в Остіні.
За своїми властивостями подібне до нашого Сонця, Upsilon Andromedae лежить приблизно за 44 світлових років. Він трохи молодший, масивніший і яскравіший за Сонце. За трохи більше десятиліття астрономам було відомо, що три планети типу Юпітера обходять навколо жовто-білої зірки Upsilon Andromedae.
Але після більш ніж тисячі об'єднаних спостережень Макдональд та її команда виявили натяки, що четверта планета, е, орбітає зірку набагато далі. Вони також змогли визначити точні маси двох із трьох відомих раніше планет, Upsilon Andromedae c і d. Набагато дивовижнішим є те, що не всі планети обходять цю зірку в одній площині. Орбіти планет c і d нахилені на 30 градусів відносно один одного. Це дослідження вперше відмічає "взаємний нахил" двох планет, що обходять навколо іншої зірки.
"Найімовірніше, що у Upsilon Andromedae був такий самий процес формування, як і в нашій Сонячній системі, хоча в пізньому утворенні могли бути відмінності, які посіяли цю розбіжну еволюцію", - сказав Макартр. «Поки що передумовами планетарної еволюції було те, що планетарні системи формуються на диску і залишаються відносно копланарними, як наша власна система, але тепер ми виміряли значний кут між цими планетами, що свідчить про те, що це не завжди так. "
Досі загальноприйнятою була думка, що велика хмара газу згортається, утворюючи зірку, а планети - природний побічний продукт із залишкового матеріалу, який утворює диск. У нашій Сонячній системі є копалини цього події створення, оскільки всі вісім основних планет орбіти майже в одній площині. Найбільш зовнішні карликові планети, як Плутон, мають похилі орбіти, але вони були модифіковані гравітацією Нептуна і не вбудовуються глибоко в гравітаційне поле Сонця.
То що збило систему Upsilon Andromedae навколо?
"Можливості включають взаємодію, що виникає внаслідок внутрішньої міграції планет, викидання інших планет із системи через розсіювання планети-планети або порушення з боку бінарної зірки-супутника материнської групи Upsilon Andromedae B", - сказав Макартур.
Або винуватцем може бути зірка-супутник - червоний карлик, менш масивний і набагато тьмяніший від Сонця. є.
"Ми не маємо уявлення, що це за орбіта", - сказав член команди Фріц Бенедикт. «Це може бути дуже ексцентрично. Можливо, воно буває дуже близько кожного разу. Це може зайняти 10000 років ». Такий близький прохід вторинної зірки може гравітаційно порушити орбіти планет ».
Два різних типи даних, об'єднаних у цьому дослідженні, були астрометрією з космічного телескопа Хаббла та радіальною швидкістю наземних телескопів.
Астрометрія - це вимірювання положень і рухів небесних тіл. Група Макартура використала один із датчиків тонкої орієнтації (FGS) телескопа Хаббла. FGS настільки точні, що вони можуть виміряти ширину чверті в Денвері з точки зору Майамі. Саме ця точність була використана для відстеження руху зірки на небі, спричиненої навколишніми та невидимими планетами.
Радіальна швидкість дозволяє виміряти рух зірки на небі до Землі та від неї. Ці вимірювання проводилися протягом 14 років за допомогою наземних телескопів, включаючи два в обсерваторії Макдональд та інші в обсерваторіях Лік, Хай-Прованс та Уіппл. Радіальна швидкість забезпечує довгу базову лінію спостережень за фундаментом, що дозволило коротшій тривалості, але більш точним і повним спостереженням Хаббла краще визначити орбітальні рухи.
Той факт, що команда визначила орбітальні нахили планет c і d дозволила їм обчислити точні маси двох планет. Нова інформація сказала нам, що наше уявлення про те, яка планета важча, має бути змінена. Попередні мінімальні маси для планет, задані радіаційними дослідженнями швидкості, ставлять мінімальну масу для планети c на 2 Юпітери та для планети d при 4 Юпітерах. Нові, точні маси, виявлені астрометрією, це 14 юпітерів для планети c та 10 юпітерів для планети d.
"Дані Хаббла показують, що радіальна швидкість - це не вся історія", - сказав Бенедикт. "Те, що планети насправді перевернули в масі, було дуже мило".
Четверта планета настільки далеко, що її сигнал не виявляє викривлення її орбіти.
Інформація про радіальну швидкість, зібрану командою за 14 років, виявила натяк на те, що четверта планета з довгим періодом може орбітувати за межами трьох відомих зараз. Про цю планету є лише підказки, оскільки настільки далеко, що сигнал, який вона створює, ще не виявляє викривлення орбіти. Ще один відсутній фрагмент головоломки - це нахил найпотаємнішої планети, b, яка потребує точності астрометрії в 1000 разів більше, ніж Хаббл, мета, досягнута майбутнім космічним завданням, оптимізованим для інтерферометрії.
Джерела: HubbleSite, прес-конференція AAS
