Når vi tænker på andre planetariske systemer, har vi en tendens til at tro, at de fungerer efter de samme grundlæggende regler som vores egne. I solsystemet kredser planeterne tæt på solekvatorplanet - hvilket betyder omkring dets ækvator. Solens rotationsakse, retningen på dens poler baseret på dens rotation, er også den samme som de fleste af planeterne (undtagelsen er Uranus, der roterer på sin side).
Men hvis studiet af ekstrasolplaneter har lært os noget, er det, at universet er fuld af muligheder. Overvej stjernen kendt som GJ436, en rød dværg beliggende ca. 33 lysår fra Jorden. I årevis har astronomer vidst, at denne stjerne har en planet, der opfører sig meget som en komet. Men ifølge en nylig undersøgelse ledet af astronomer fra Universitetet i Genève (UNIGE) har denne planet også en meget ejendommelig bane.
Undersøgelsen med titlen “Orbital Misalignment of the Neptune-mass Exoplanet GJ 436b With the Spin of its Cool Star”, dukkede for nylig op i det videnskabelige tidsskrift Natur. Undersøgelsen blev ledet af Vincent Bourrier fra Genève Universitetsobservatorium og omfattede medlemmer fra University of Grenoble Alpes, Tennessee State University og Center for Space and Habitability på University of Bern.
GJ436 har allerede været kilden til meget videnskabelig interesse, delvis takket være opdagelsen af, at dens eneste bekræftede exoplanet har en gasformet kuvert, der ligner en komet. Denne exoplanet, kendt som GJ436b, blev først observeret i 2004 ved hjælp af målinger af radial hastighed foretaget af Keck-observatoriet. I 2007 blev GJ436b den første planet i Neptunstørrelse, der vides at kredse meget tæt på sin stjerne (også kendt som en "Hot Neptune").
Og i 2015 kom GJ436 b overskrifter igen, da forskere rapporterede, at dens atmosfære var ved at fordampe, hvilket resulterede i en kæmpe sky rundt om planeten og en lang, efterfølgende historie. Denne sky viste sig at være et resultat af brint i planetens atmosfære, der fordampede, takket være den ekstreme stråling, der kommer fra dens stjerne. Dette aldrig før sete fænomen betyder væsentligt, at GJ436 b ligner en komet.
En anden interessant kendsgerning om denne planet er dens orbitalhældning, som astronomer har forundret sig over de sidste 10 år. I modsætning til planeterne i solsystemet - hvis baner stort set er cirkulære - følger GJ436b en meget excentrisk, elliptisk sti. Og som forskerteamet anførte i deres undersøgelse, krediterer planeten heller ikke om stjernens ækvatorplan, men passerer næsten over dens poler.
Som Vincent Bourrier - en forsker ved Institut for Astronomi ved UNIGE Det Naturvidenskabelige Fakultet, et medlem af Det Europæiske Forskningsråds projekt FOUR ACES og hovedforfatteren af undersøgelsen - forklares i en UNIGE pressemeddelelse:
”Denne planet er under enorme tidevandskræfter, fordi den er utroligt tæt på sin stjerne, knap 3% af afstanden mellem Jorden og Solen. Stjernen er en rød dværg, hvis levetid er meget lang, tidevandskræfterne, den inducerer, skulle have siden cirkuleret planetens bane, men dette er ikke tilfældet! ”
Dette var et særligt interessant fund af mange grunde. På den ene side er det det første tilfælde, hvor en planet viste sig at have en polær bane. På den anden side er det en god måde at lære mere om, hvordan dette system dannede og udviklede sig, at studere, hvordan planeter kredser rundt om en stjerne. For eksempel, hvis en planet er blevet forstyrret af passagen af en nærliggende stjerne, eller er påvirket af tilstedeværelsen af andre massive planeter, vil det fremgå af dens bane.
Som Christophe Lovis, en UNIGE-forsker og medforfatter til undersøgelsen, forklarede:
"Selvom vi allerede har set forkert planlagte baner, forstår vi ikke nødvendigvis deres oprindelse, især da det her er første gang, vi måler arkitekturen i et planetarisk system omkring en rød dværg."
Hervé Beust, en astronom fra University of Grenobles Alpes, var ansvarlig for at udføre orbitalberegningerne på GJ436b. Som han antydede er den mest sandsynlige forklaring på GJ436bs bane eksistensen af en mere massiv og mere fjern planet i systemet. Selvom denne planet ikke er kendt i øjeblikket, kan dette være den første indikation af, at GJ436 er et multiplanet-system.
”Hvis det er sandt, antyder vores beregninger, at planeten ikke kun ville bevæge sig langs en cirkel omkring stjernen, som vi har kendt i 10 år, men den skulle også være på en meget skråt bane,” sagde han. ”Det er præcis, hvad vi lige har målt!”
En anden interessant afhentning fra denne undersøgelse var forudsigelsen om, at planeten ikke altid har kredset så tæt på sin stjerne. Baseret på deres beregninger antager teamet, at GJ436b muligvis er migreret over tid for at blive en ”fordampende planet”, som den er i dag. Også her antages eksistensen af en endnu ikke opdaget ledsager at være den mest sandsynlige årsag.
Som med alle exoplanetundersøgelser har disse fund også konsekvenser for vores forståelse af solsystemet. Når vi ser fremad, håber teamet at gennemføre yderligere undersøgelser af dette system i håb om at afgøre, om der er en undvigende planetarisk ledsager, der skal findes. Disse undersøgelser vil sandsynligvis drage fordel af implementeringen af næste generations missioner, især James Webb Space Telescope (JWST).
Som Bourier antydede, "Vores næste mål er at identificere den mystiske planet, der har forstyrret dette planetariske system." At finde det vil være endnu en indirekte måde, hvorpå astronomer opdager eksoplaneter - bestemmelse af tilstedeværelsen af andre planeter baseret på orbital hældning af allerede opdagede. Metoden til banehældning, måske?
