Астрономы обнаруживают, что существует не только широкий спектр различных внесолнечных планет, но и различные типы планетных систем. «Мы больше не находимся в Канзасе, насколько солнечные системы идут», - сказала Барбара Макдональд из Обсерватории Макдональдс в Техасском университете на сегодняшнем заседании Американского астрономического общества в Майами, штат Флорида. «Самое интересное, что мы нашли другую многопланетную систему, которая совсем не похожа на нашу».
Подробное рассмотрение системы Upsilon Andromedae с космическим телескопом Хаббла, телескопом Хобби-Эберли и другими наземными телескопами показывает странную систему, в которой планеты наклонены и имеют сильно наклоненные орбиты. Астрономы также нашли другую планету, а также другую звезду - это, скорее всего, двойная звездная система.
Даже с наклонной орбитой Плутона наша солнечная система выглядит как океан спокойствия по сравнению с Upsilon Andromedae.
Макдональд сказал, что эти удивительные находки повлияют на теории эволюции многопланетных систем, и он показывает, что могут произойти некоторые насильственные события, которые могут нарушить орбиты планет после формирования планетарной системы.
«Полученные данные означают, что будущие исследования экзопланетных систем будут более сложными», - сказала она. «Астрономы больше не могут предполагать, что все планеты вращаются вокруг своей родительской звезды в одной плоскости». говорит Барбара Макартур из Техасского университета в обсерватории Макдональда в Остине.
Подобно нашему Солнцу по своим свойствам, Upsilon Andromedae находится на расстоянии около 44 световых лет. Он немного моложе, массивнее и ярче Солнца. Уже более десяти лет астрономы знают, что три планеты типа Юпитера вращаются вокруг желто-белой звезды Upsilon Andromedae.
Но после более чем тысячи совместных наблюдений Макдональд и ее команда обнаружили, что четвертая планета, e, вращается вокруг звезды намного дальше. Они также смогли определить точные массы двух из трех ранее известных планет, Upsilon Andromedae c и d. Однако гораздо более поразительно то, что не все планеты вращаются вокруг этой звезды в одной плоскости. Орбиты планет с и d наклонены друг к другу на 30 градусов. Это исследование отмечает первый раз, когда был измерен «взаимный наклон» двух планет, вращающихся вокруг другой звезды.
«Скорее всего, у Upsilon Andromedae был тот же процесс формирования, что и в нашей собственной солнечной системе, хотя могли быть различия в позднем образовании, которые привели к этой расходящейся эволюции», - сказал Макартур. «До сих пор предпосылка планетарной эволюции заключалась в том, что планетные системы образуются в диске и остаются относительно копланарными, как наша собственная система, но теперь мы измерили значительный угол между этими планетами, что указывает на то, что это не всегда так. »
До сих пор считалось, что большое облако газа разрушается, образуя звезду, а планеты являются естественным побочным продуктом оставшегося материала, который образует диск. В нашей солнечной системе есть ископаемое этого события творения, потому что все восемь главных планет вращаются почти в одной плоскости. Внешние карликовые планеты, такие как Плутон, находятся на наклонных орбитах, но они были изменены гравитацией Нептуна и не внедрены глубоко в гравитационное поле Солнца.
Так что же повлияло на систему Upsilon Andromedae?
«Возможности включают взаимодействия, происходящие из внутренней миграции планет, изгнания других планет из системы посредством рассеяния планет-планет или разрушения от двойной звезды-компаньона родительской звезды, Upsilon Andromedae B», - сказал Макартур.
Или, возможно, виновником может быть звезда-компаньон - красный карлик, менее массивный и намного тусклее Солнца. является.
«Мы понятия не имеем, что это за орбита», - сказал член команды Фриц Бенедикт. «Это может быть очень эксцентрично. Может быть, это приходит очень близко время от времени. Это может занять 10000 лет ». Такое близкое прохождение вторичной звезды может гравитационно возмущать орбиты планет ».
Два различных типа данных, объединенных в этом исследовании, были астрометрия от Космического телескопа Хаббла и лучевая скорость от наземных телескопов.
Астрометрия - это измерение положений и движений небесных тел. Группа Макартура использовала один из датчиков точного наведения (FGS) на телескопе Хаббла для выполнения этой задачи. FGS настолько точны, что могут измерить ширину четверти в Денвере с точки зрения Майами. Именно эта точность использовалась для отслеживания движения звезды на небе, вызванного окружающими - и невидимыми - планетами.
Радиальная скорость измеряет движение звезды на небе к Земле и от нее. Эти измерения проводились в течение 14 лет с использованием наземных телескопов, в том числе двух в обсерватории Макдональдс и других в обсерваториях Лик, Верхний Прованс и Уиппл. Радиальная скорость обеспечивает длинную базовую линию наблюдений фундамента, что позволило использовать более короткие, но более точные и полные наблюдения Хаббла для лучшего определения орбитальных движений.
Тот факт, что команда определила наклонения орбит планет c и d, позволил им рассчитать точные массы двух планет. Новая информация подсказала нам, что наше представление о том, какая планета тяжелее, должно быть изменено. Предыдущие минимальные массы для планет, данные исследований радиальной скорости, определяют минимальную массу для планеты с 2 Юпитера и для планеты d 4 Юпитера. Новые точные массы, найденные астрометрией, составляют 14 Юпитеров для планеты c и 10 Юпитеров для планеты d.
«Данные Хаббла показывают, что лучевая скорость - это еще не все», - сказал Бенедикт. «Факт, что планеты фактически перевернулись в массе, был действительно симпатичен».
Четвертая планета настолько удалена, что ее сигнал не раскрывает кривизну своей орбиты.
14-летняя информация о радиальной скорости, собранная командой, обнаружила намеки на то, что четвертая планета с длительным периодом может вращаться за пределами трех известных в настоящее время. Есть только намеки на эту планету, потому что она так далеко, что сигнал, который она создает, еще не показывает кривизну орбиты. Другим недостающим фрагментом головоломки является наклон самой внутренней планеты, b, для которой потребуется точная астрометрия в 1000 раз больше, чем у Хаббла, - цель, достижимая будущей космической миссией, оптимизированной для интерферометрии.
Источники: HubbleSite, AAS Пресс-конференция
