Astronoomid leiavad, et mitte ainult pole lai valik erinevaid ekstrasolaarseid planeete, vaid on olemas ka erinevat tüüpi planetaarsüsteeme. "Me ei asu enam Kansases päikesesüsteemide osas," ütles Barbara McDonald Texase ülikooli McDonald Observatooriumist täna Ameerika Astronoomiaühingu kohtumisel Miamis, Floridas. "Põnev on see, et leidsime veel ühe mitme planeedi süsteemi, mis pole sugugi sarnane meie omaga."
Hubble'i kosmoseteleskoobi, Hobby-Eberly teleskoobi ja muude maapinnal asuvate teleskoopide abil Upsilon Andromedae süsteemi lähemalt vaadates on näha hämarat süsteemi, kus planeedid on kaldest väljas ja kõrge orbiidiga. Astronoomid leidsid ka teise planeedi ja ka teise tähe - see on tõenäoliselt binaarne tähesüsteem.
Isegi Pluuto kaldu orbiidil näeb meie päikesesüsteem Upsilon Andromedae'ga võrreldes välja nagu rahulik ookean.
McDonald ütles, et need üllatavad leiud mõjutavad mitme planeedi süsteemide arengu teooriaid ning see näitab, et planeedi orbiidid võivad pärast planeedisüsteemi moodustumist aset leida mõned vägivaldsed sündmused.
"Tulemused tähendavad, et eksoplaneetaarsete süsteemide tulevased uuringud on keerukamad," ütles ta. "Astronoomid ei saa enam eeldada, et kõik planeedid tiirlevad ümber oma vanema tähe ühel tasapinnal." ütles Barbara McArthur Texase ülikoolist Austini McDonaldi observatooriumis.
Sarnaselt meie Päikesele oma omaduste poolest, asub Upsilon Andromedae umbes 44 valgusaasta kaugusel. See on pisut noorem, massiivsem ja heledam kui Päike. Veidi üle kümne aasta on astronoomid teadnud, et kolm Jupiteri tüüpi planeeti tiirlevad kollakasvalge tähe Upsilon Andromedae ümber.
Kuid pärast enam kui tuhat kombineeritud vaatlust avastasid McDonald ja tema meeskond vihjed, et neljas planeet e tiirleb tähest kaugemal. Samuti suutsid nad kindlaks määrata kolmest varem tuntud planeedist kahe - Upsilon Andromedae c ja d - täpsed massid. Palju jahmatavam on aga see, et mitte kõik planeedid ei tiirle seda tähte samal tasapinnal. Planeedi orbiidid c ja d on üksteise suhtes kallutatud 30 kraadi. See uurimistöö tähistab esimest korda kahe tähe ümber tiirleva planeedi “vastastikuse kaldenurga” mõõtmist.
"Tõenäoliselt oli Upsilon Andromedae'il sama moodustumisprotsess kui meie enda päikesesüsteemil, ehkki hilistes moodustumistes võis olla erinevusi, mis selle erineva evolutsiooni külvasid," sõnas McArthur. “Senine planeetide evolutsiooni eeldus on olnud, et planeedisüsteemid moodustuvad kettale ja jäävad suhteliselt kaastasapinnaliseks nagu meie oma süsteem, kuid nüüd oleme nende planeetide vahel mõõtnud olulise nurga, mis näitab, et see pole alati nii. ”
Siiani on tavapärane tarkus olnud, et suur gaasipilv variseb tähe moodustamiseks ja planeedid on ketta moodustava materjali looduslik kõrvalprodukt. Meie päikesesüsteemis on selle loomisürituse fossiil, kuna kõik kaheksa peamist planeeti tiirlevad peaaegu samal tasapinnal. Äärepoolseimad kääbusplaneedid, nagu Pluuto, on kaldu orbiitidel, kuid neid on Neptuuni raskusjõud muutnud ja need pole manustatud sügavale Päikese gravitatsioonivälja sisse.
Mis koputas Upsilon Andromedae süsteemi ümber?
"Võimaluste hulka kuuluvad interaktsioonid, mis tulenevad planeetide sissepoole migratsioonist, teiste planeetide väljutamisest süsteemist läbi planeedi-planeedi hajumise või häirete tekkeks vanema tähe binaarses kaastähes Upsilon Andromedae B," ütles McArthur.
Või võib süüdlaseks olla kaaslase täht - punane kääbus, kes on vähem massiivne ja palju tuhmim kui Päike. on.
"Meil pole aimugi, mis selle orbiit on," ütles meeskonna liige Fritz Benedict. “See võib olla väga ekstsentriline. Võib-olla tuleb see aeg-ajalt väga lähedale. See võib võtta 10 000 aastat. ” Teisene tähe selline lähedane läbimine võib gravitatsiooniliselt häirida planeetide orbiite. "
Kaks erinevat tüüpi teavet, mida selles uurimistöös ühendati, olid astromeetria Hubble'i kosmoseteleskoobist ja radiaalne kiirus maapealsetest teleskoopidest.
Astromeetria on taevakehade asendi ja liikumise mõõtmine. McArthuri grupp kasutas ülesande jaoks ühte Hubble'i teleskoobil olevast peenrajandurist (FGS). FGS-id on nii täpsed, et nad saavad mõõta Denveris veerandi laiust Miami vaatepunktist. Just seda täpsust kasutati tähe liikumise jälgimisel taevas, mille põhjustasid ümbritsevad - ja nähtamatud - planeedid.
Radiaalse kiiruse abil mõõdetakse tähe liikumist taevas Maa poole ja maast eemale. Need mõõtmised tehti 14 aasta jooksul maapealsete teleskoopide abil, sealhulgas kaks McDonaldi observatooriumis ja teised Licki, Haute-Provence'i ja Whipplei observatooriumides. Radiaalne kiirus annab vundamendivaatluste pika lähtejoone, mis võimaldas lühemat, kuid täpsemat ja täielikku Hubble'i vaatlust, et orbitaalseid liikumisi paremini määratleda.
Fakt, et meeskond määras planeetide c ja d orbitaalkalded, võimaldas neil arvutada kahe planeedi täpsed massid. Uus teave ütles meile, et meie seisukohta selle kohta, milline planeet on raskem, tuleb muuta. Radiaalkiiruse uuringute abil saadud planeetide varaseimad minimaalsed massid seavad planeedi c miinimummassi 2 Jupiterit ja planeedi d minimaalset massi 4 Jupiterit. Astromeetria abil leitud uued täpsed massid on planeedi c korral 14 Jupiterit ja planeedi d jaoks 10 Jupiterit.
"Hubble'i andmed näitavad, et radiaalne kiirus ei ole kogu lugu," ütles Benedict. "Tõsiasi, et planeedid tegelikult massiliselt tiirlesid, oli tõesti armas."
Neljas planeet on nii kaugel, et selle signaal ei paljasta tema orbiidi kumerust.
Meeskonna koostatud radiatsioonikiiruse 14-aastane teave näitas vihjeid, et neljas pika perioodi planeet võib orbiidil liikuda kaugemale kui praegu teadaolevad kolm. Selle planeedi kohta on ainult vihjeid, kuna see on nii kaugele jõudnud, et selle loodud signaal ei paljasta veel orbiidi kumerust. Veel üks mõistatuse tükk on sisemise planeedi b kalle, mis nõuaks Hubble'i omast 1000 korda suuremat täpsusastromeetriat - eesmärki, mille saavutab tuleviku kosmosemissioon, mis on optimeeritud interferomeetria jaoks.
Allikad: HubbleSite, AAS-i pressikonverents
