Astronomer finder ud af, at der ikke kun findes en lang række forskellige ekstrasolære planeter, men at der også findes forskellige typer af planetariske systemer. "Vi er ikke længere i Kansas, hvad angår solsystemer," sagde Barbara McDonald fra University of Texas 'McDonald Observatory på American Astronomical Society-mødet i Miami, Florida i dag. ”Det spændende er, at vi fandt et andet multiplanet-system, der slet ikke er som vores eget.”
Et tæt kig på Upsilon Andromedae-systemet med Hubble-rumteleskopet, Hobby-Eberly-teleskopet og andre jordbaserede teleskoper viser et uheldigt system, hvor planeter er ude af hældning og har meget skrå bane. Astronomerne fandt også en anden planet, og også en anden stjerne - dette er sandsynligvis et binært stjernesystem.
Selv med Plutos skrå bane ser vores solsystem ud som et hav af ro sammenlignet med Upsilon Andromedae.
McDonald sagde, at disse overraskende fund vil have indflydelse på teorierne om, hvordan flerplanet-systemer udvikler sig, og det viser, at nogle voldelige begivenheder kan ske for at forstyrre planetenes kredsløb, efter at et planetarisk system dannes.
”Resultaterne betyder, at fremtidige undersøgelser af eksoplanetære systemer vil være mere komplicerede,” sagde hun. ”Astronomer kan ikke længere antage, at alle planeter kredser om deres moderstjerne i et enkelt plan.” siger Barbara McArthur fra University of Texas ved Austins McDonald-observatorium.
I lighed med vores sol i dens egenskaber ligger Upsilon Andromedae omkring 44 lysår væk. Den er lidt yngre, mere massiv og lysere end Solen. I lidt over et årti har astronomer vidst, at tre planeter af Jupiter-typen kredser om den gulhvide stjerne Upsilon Andromedae.
Men efter over tusind kombinerede observationer afslørede McDonald og hendes team antydninger om, at en fjerde planet, e, kredser om stjernen langt længere ude. De var også i stand til at bestemme de nøjagtige masser af to af de tre tidligere kendte planeter, Upsilon Andromedae c og d. Meget mere overraskende er dog, at ikke alle planeter kredser om denne stjerne i det samme plan. Banerne i planeterne c og d er skråstilt med 30 grader i forhold til hinanden. Denne undersøgelse markerer første gang, at den ”gensidige hældning” af to planeter, der kredser om en anden stjerne, er blevet målt.
”Sandsynligvis havde Upsilon Andromedae den samme dannelsesproces som vores eget solsystem, selvom der kunne have været forskelle i den sene formation, der frøede denne divergerende udvikling,” sagde McArthur. ”Forudsætningen for planetarisk udvikling hidtil har været, at planetariske systemer dannes i disken og forbliver relativt co-plane, ligesom vores eget system, men nu har vi målt en betydelig vinkel mellem disse planeter, som indikerer, at dette ikke altid er tilfældet. ”
Indtil nu har den konventionelle visdom været, at en stor sky af gas kollapser ned for at danne en stjerne, og planeter er et naturligt biprodukt af resterende materiale, der danner en disk. I vores solsystem er der et fossil af den skabelsesbegivenhed, fordi alle de otte store planeter kredser i næsten det samme plan. De yderste dværgplaneter som Pluto er i skrå kredsløb, men disse er blevet ændret af Neptuns tyngdekraft og er ikke indlejret dybt inde i solens tyngdefelt.
Så hvad bankede Upsilon Andromedae-systemet rundt?
”Mulighederne inkluderer interaktioner, der opstår fra indvandring af planeter, udsendelse af andre planeter fra systemet gennem planet-planet-spredning eller forstyrrelse fra moderstjernens binære ledsagerstjerne, Upsilon Andromedae B,” sagde McArthur.
Eller ledsagerstjernen - en rød dværg mindre massiv og meget svagere end Solen - kunne være den skyldige. er.
”Vi har ikke nogen idé om, hvad dens bane er,” sagde teammedlem Fritz Benedict. ”Det kunne være meget excentrisk. Måske kommer det meget tæt ind en gang imellem. Det kan tage 10.000 år. ” En sådan tæt passering af den sekundære stjerne kunne gravitativt forstyrre planeternes baner. ”
De to forskellige typer data kombineret i denne forskning var astrometri fra Hubble-rumteleskopet og radial hastighed fra jordbaserede teleskoper.
Astrometri er måling af himmellegemers positioner og bevægelser. McArthurs gruppe brugte en af de fine vejledende sensorer (FGS'er) på Hubble-teleskopet til opgaven. FGS'erne er så præcise, at de kan måle bredden på et kvarter i Denver fra udsigtspunktet i Miami. Det var denne præcision, der blev brugt til at spore stjernens bevægelse på himlen forårsaget af dens omgivende - og usete - planeter.
Radialhastighed foretager målinger af stjernens bevægelse på himlen mod og væk fra Jorden. Disse målinger blev foretaget over en periode på 14 år ved hjælp af jordbaserede teleskoper, herunder to ved McDonald Observatory og andre ved Lick, Haute-Provence og Whipple Observatories. Den radiale hastighed giver en lang basislinje af fundamentobservationer, der gjorde det muligt for den kortere varighed, men mere præcise og komplette, Hubble-observationer til bedre at definere orbitalbevægelserne.
Den kendsgerning, at holdet bestemte planets c og d 'banehældninger, gav dem mulighed for at beregne de nøjagtige masser af de to planeter. De nye oplysninger fortalte os, at vores syn på, hvilken planet er tungere, skal ændres. Tidligere minimumsmasser for planeterne givet ved radialhastighedsundersøgelser satte minimumsmassen for planet c ved 2 Jupiters og for planet d ved 4 Jupiters. De nye, nøjagtige masser fundet ved astrometri er 14 Jupiters for planet c og 10 Jupiters for planet d.
”Hubble-dataene viser, at radial hastighed ikke er hele historien,” sagde Benedict. ”Det faktum, at planeterne faktisk flippede i masse, var virkelig søde.”
Den fjerde planet er så langt ude, at dens signal ikke afslører krumningen af dens bane.
De 14 år med radial hastighedsinformation, der er udarbejdet af holdet, afslørede antyder, at en fjerde, lang periode planet kan bane rundt om de tre, der nu er kendt. Der er kun antydninger om denne planet, fordi den er så langt ude, at det signal, den skaber, endnu ikke afslører krumningen af en bane. Et andet manglende stykke af puslespillet er hældningen af den inderste planet, b, som ville kræve præcisionstrometri 1000 gange større end Hubbles, et mål, der kan opnås ved en fremtidig rummission optimeret til interferometri.
Kilder: HubbleSite, AAS Pressekonference
