Astronomi secina, ka ne tikai pastāv plašs dažādu ekstrasolāru planētu klāsts, bet ir arī dažādi planētu sistēmu veidi. "Mēs vairs neatrodamies Kanzasā, ciktāl tas attiecas uz saules sistēmām," sacīja Barbara Makdonalda no Teksasas Universitātes Makdonaldas observatorijas Amerikas Astronomijas biedrības sanāksmē Maiami, Floridā. "Aizraujoši ir tas, ka mēs atradām citu vairāku planētu sistēmu, kas nepavisam nav tāda kā mūsu pašu."
Aktīvs Upsilon Andromedae sistēmas apskats ar Habla kosmisko teleskopu, Hobija-Eberija teleskopu un citiem uz zemes bāzētiem teleskopiem parāda neveiklu sistēmu, kur planētas atrodas ārpus slīpuma un tām ir ļoti slīpas orbītas. Astronomi atrada arī citu planētu un arī citu zvaigzni - tā, iespējams, ir binārā zvaigžņu sistēma.
Pat ar Plutona slīpo orbītu mūsu Saules sistēma izskatās kā klusuma okeāns, salīdzinot ar Upsilon Andromedae.
Makdonalds sacīja, ka šie pārsteidzošie atklājumi ietekmēs teorijas par to, kā attīstās vairāku planētu sistēmas, un tas parāda, ka daži vardarbīgi notikumi var izraisīt planētu orbītu izjaukšanu pēc planētas sistēmas veidošanās.
"Rezultāti nozīmē, ka turpmākie eksoplanetāro sistēmu pētījumi būs sarežģītāki," viņa sacīja. "Astronomi vairs nevar pieņemt, ka visas planētas riņķo ap vecāku zvaigzni vienā plaknē." saka Barbara Makartūra no Teksasas Universitātes Ostinas Makdonaldas observatorijā.
Upsilon Andromedae līdzīgi kā mūsu Saule pēc tā īpašībām atrodas aptuveni 44 gaismas gadu attālumā. Tā ir nedaudz jaunāka, masīvāka un spožāka par Sauli. Nedaudz vairāk nekā desmit gadus astronomi ir zinājuši, ka trīs Jupitera tipa planētas riņķo ap dzeltenbalto zvaigzni Upsilon Andromedae.
Bet pēc vairāk nekā tūkstoš kombinētiem novērojumiem Makdonalda un viņas komanda atklāja mājienus, ka ceturtā planēta e ap zvaigzni riņķo daudz tālāk. Viņi arī varēja noteikt precīzu divu no trim iepriekš zināmajām planētām, Upsilon Andromedae c un d, masu. Daudz satriecošāks ir tas, ka ne visas planētas riņķo pa šo zvaigzni vienā plaknē. Planētu c un d orbītas viena pret otru sliecas par 30 grādiem. Šis pētījums iezīmē pirmo reizi, kad tika izmērīts divu planētu, kas riņķo ap citu zvaigzni, “savstarpējas slīpums”.
"Visticamāk, Upsilon Andromedae bija tāds pats veidošanās process kā mūsu pašu Saules sistēmai, lai gan vēlīnā veidošanā varēja būt atšķirības, kas iesēja šo atšķirīgo evolūciju," sacīja Makartūrs. “Līdz šim planētu evolūcijas priekšnoteikums bija tāds, ka planētu sistēmas veidojas diskā un paliek samērā līdzplaknes, tāpat kā mūsu pašu sistēma, bet tagad mēs esam izmērījuši ievērojamu leņķi starp šīm planētām, kas norāda, ka tas ne vienmēr tā ir. ”
Līdz šim tradicionālā gudrība ir bijusi tāda, ka liels gāzes mākonis sabrūk, veidojot zvaigzni, un planētas ir dabiska atlikuma materiāla blakusprodukts, kas veido disku. Mūsu Saules sistēmā ir radīšanas notikuma fosilija, jo visas astoņas galvenās planētas riņķo gandrīz vienā plaknē. Attālākās punduru planētas, piemēram, Plutons, atrodas slīpās orbītās, taču tās ir mainījusi Neptūna gravitācija, un tās nav iestrādātas dziļi Saules gravitācijas laukā.
Kas tad apņēma Upsilon Andromedae sistēmu?
"Iespējas ietver mijiedarbību, kas rodas no planētu ievešanas uz iekšu, citu planētu izmešanu no sistēmas caur planētu-planētu izkliedi vai traucējumus no vecāku zvaigznes binārās pavadošās zvaigznes Upsilon Andromedae B," sacīja Makartūrs.
Vai arī vaininieks varētu būt zvaigzne pavadone - sarkans punduris, kas ir mazāk masīvs un daudz blāvāks par Sauli. ir.
“Mums nav ne mazākās nojausmas, kāda ir tā orbīta,” sacīja komandas loceklis Fritzs Benedikts. “Tas varētu būt ļoti ekscentrisks. Varbūt tas ik pa brīdim nonāk ļoti tuvu. Var paiet 10 000 gadu. ” Tik tuvu sekundārā zvaigzne varētu gravitācijas ietekmē traucēt planētu orbītas. ”
Divi dažādi datu veidi, kas apvienoti šajā pētījumā, bija astrometrija no Habla kosmiskā teleskopa un radiālais ātrums no zemes bāzes teleskopiem.
Astrometrija ir debess ķermeņu pozīciju un kustību mērīšana. McArthur grupa uzdevuma veikšanai izmantoja vienu no Habla teleskopa smalkās vadības sensoriem (FGS). FGS ir tik precīzi, ka tie var izmērīt ceturtdaļas platumu Denverā no Maiami skatu punkta. Tieši šī precizitāte tika izmantota, lai izsekotu zvaigznes kustību debesīs, ko izraisa tās apkārtējās - un neredzētās - planētas.
Ar radiālo ātrumu tiek mērīti zvaigznes kustības debesīs virzienā uz Zemes un prom no tās. Šie mērījumi tika veikti 14 gadu laikā, izmantojot uz zemes bāzētus teleskopus, ieskaitot divus McDonald Observatory un citus Lick, Haute-Provence un Whipple Observatories. Radiālais ātrums nodrošina ilgu pamatu novērojumu bāzes līniju, kas ļāva īsāku, bet precīzāku un pilnīgāku Habla novērojumu ilgumu, lai labāk noteiktu orbītas kustības.
Fakts, ka komanda noteica planētu c un d orbitālo slīpumu, ļāva tām aprēķināt precīzās divu planētu masas. Jaunā informācija mums teica, ka ir jāmaina mūsu uzskats par to, kura planēta ir smagāka. Iepriekšējās minimālās planētu masas, kas iegūtas ar radiālā ātruma pētījumiem, uzlika minimālo masu planētai c pie 2 Jupiteriem un planētai d pie 4 Jupiteriem. Jaunās precīzās astrometrijas masas ir 14 Jupiteri planētai c un 10 Jupiteri planētai d.
“Habla dati rāda, ka radiālais ātrums nav viss stāsts,” sacīja Benedikts. "Fakts, ka planētas faktiski uzslīdēja masā, bija patiešām jauki."
Ceturtā planēta ir tik tālu, ka tās signāls neatklāj tās orbītas izliekumu.
Komandas apkopotā 14 gadu radiālā ātruma informācija atklāja mājienus, ka ceturtā, ilgā laika posmā esošā planēta var riņķot vairāk nekā tagad zināmās trīs. Par šo planētu ir tikai mājieni, jo tā ir tik tālu, ka tās radītais signāls vēl neatklāj orbītas izliekumu. Vēl viens mīkla, kurā trūkst mīkla, ir iekšējās planētas b slīpums, kurai būtu nepieciešama precīzas astrometrijas iegūšana, kas ir 1000 reizes lielāka nekā Habla, mērķis, kuru var sasniegt ar nākotnes kosmosa misiju, kas optimizēta interferometrijai.
Avoti: HubbleSite, AAS preses konference
