Gli astronomi stanno scoprendo che non solo esiste una vasta gamma di diversi pianeti extrasolari, ma ci sono anche diversi tipi di sistemi planetari. "Non siamo più nel Kansas per quanto riguarda i sistemi solari", ha dichiarato Barbara McDonald dell'Osservatorio McDonald dell'Università del Texas, oggi alla riunione dell'American Astronomical Society a Miami, in Florida. "La cosa eccitante è che abbiamo trovato un altro sistema multi-pianeta che non è affatto come il nostro."
Uno sguardo ravvicinato al sistema Upsilon Andromedae con il telescopio spaziale Hubble, il telescopio Hobby-Eberly e altri telescopi terrestri mostra un sistema bizzarro in cui i pianeti non sono inclinati e hanno orbite molto inclinate. Gli astronomi hanno anche trovato un altro pianeta, e anche un'altra stella - questo è probabilmente un sistema stellare binario.
Anche con l'orbita inclinata di Plutone, il nostro sistema solare sembra un oceano di calma rispetto a Upsilon Andromedae.
McDonald ha affermato che queste scoperte sorprendenti avranno un impatto sulle teorie di come si evolvono i sistemi multi-pianeta, e mostra che alcuni eventi violenti possono accadere per interrompere le orbite dei pianeti dopo la formazione di un sistema planetario.
"I risultati indicano che i futuri studi sui sistemi esoplanetari saranno più complicati", ha detto. "Gli astronomi non possono più presumere che tutti i pianeti orbitino attorno alla loro stella madre in un unico piano." dice Barbara McArthur dell'Università del Texas all'Osservatorio McDonald di Austin.
Simile al nostro Sole nelle sue proprietà, Upsilon Andromedae si trova a circa 44 anni luce di distanza. È un po 'più giovane, più massiccio e più luminoso del Sole. Per poco più di un decennio, gli astronomi hanno saputo che tre pianeti di tipo Giove orbitano attorno alla stella giallo-bianca Upsilon Andromedae.
Ma dopo oltre mille osservazioni combinate, McDonald e il suo team hanno scoperto che un quarto pianeta, e, orbita attorno alla stella molto più lontano. Sono stati anche in grado di determinare le masse esatte di due dei tre pianeti precedentemente noti, Upsilon Andromedae c e d. Molto più sorprendente, tuttavia, è che non tutti i pianeti orbitano attorno a questa stella sullo stesso piano. Le orbite dei pianeti c ed d sono inclinate di 30 gradi l'una rispetto all'altra. Questa ricerca segna la prima volta che è stata misurata la "reciproca inclinazione" di due pianeti in orbita attorno a un'altra stella.
"Molto probabilmente Upsilon Andromedae ha avuto lo stesso processo di formazione del nostro sistema solare, anche se potrebbero esserci state differenze nella formazione tardiva che hanno seminato questa divergente evoluzione", ha detto McArthur. “Finora la premessa dell'evoluzione planetaria è stata che i sistemi planetari si formano nel disco e rimangono relativamente co-planari, come il nostro sistema, ma ora abbiamo misurato un angolo significativo tra questi pianeti che indica che non è sempre così. ”
Fino ad ora la saggezza convenzionale è stata che una grande nuvola di gas collassa per formare una stella, e i pianeti sono un sottoprodotto naturale del materiale residuo che forma un disco. Nel nostro sistema solare, c'è un fossile di quell'evento di creazione perché tutti gli otto pianeti principali orbitano quasi nello stesso piano. I pianeti nani più esterni come Plutone sono in orbite inclinate, ma questi sono stati modificati dalla gravità di Nettuno e non sono incorporati in profondità nel campo gravitazionale del Sole.
Quindi cosa ha rovesciato il sistema Upsilon Andromedae?
"Le possibilità includono le interazioni che si verificano dalla migrazione interna dei pianeti, l'espulsione di altri pianeti dal sistema attraverso la dispersione pianeta-pianeta o l'interruzione della stella binaria della stella madre, Upsilon Andromedae B", ha detto McArthur.
Oppure, la stella compagna - una nana rossa meno massiccia e molto più fioca del Sole - potrebbe essere la colpevole. è.
"Non abbiamo idea di quale sia la sua orbita", ha detto il membro del team Fritz Benedict. “Potrebbe essere molto eccentrico. Forse arriva molto vicino ogni tanto. Potrebbero essere necessari 10.000 anni. " Un passaggio così vicino da parte della stella secondaria potrebbe perturbare gravitazionalmente le orbite dei pianeti. "
I due diversi tipi di dati combinati in questa ricerca erano l'astrometria del telescopio spaziale Hubble e la velocità radiale dei telescopi terrestri.
L'astrometria è la misurazione delle posizioni e dei movimenti dei corpi celesti. Il gruppo di McArthur ha utilizzato uno dei Fine Guidance Sensors (FGS) sul telescopio Hubble per il compito. Gli FGS sono così precisi da poter misurare la larghezza di un quarto a Denver dal punto di vista di Miami. Fu questa precisione che fu usata per tracciare il movimento della stella sul cielo causato dai suoi pianeti circostanti e invisibili.
La velocità radiale misura il movimento della stella sul cielo verso e lontano dalla Terra. Queste misurazioni sono state effettuate per un periodo di 14 anni usando telescopi terrestri, di cui due all'Osservatorio McDonald e altri all'Osservatorio di Lick, Haute-Provence e Whipple. La velocità radiale fornisce una lunga base di osservazioni di base, che ha consentito alla durata più breve, ma più precisa e completa, delle osservazioni di Hubble per definire meglio i movimenti orbitali.
Il fatto che il team abbia determinato le inclinazioni orbitali dei pianeti ce ha permesso loro di calcolare le masse esatte dei due pianeti. Le nuove informazioni ci hanno detto che la nostra visione su quale pianeta sia più pesante deve essere cambiata. Le masse minime precedenti per i pianeti dati da studi di velocità radiale hanno messo la massa minima per il pianeta c a 2 Giove e per il pianeta d a 4 Giove. Le nuove masse esatte, trovate dall'astrometria sono 14 Giove per il pianeta c e 10 Giove per il pianeta d.
"I dati di Hubble mostrano che la velocità radiale non è tutta la storia", ha detto Benedict. "Il fatto che i pianeti si siano effettivamente capovolti in massa è stato davvero carino."
Il quarto pianeta è così lontano, che il suo segnale non rivela la curvatura della sua orbita.
I 14 anni di informazioni sulla velocità radiale compilate dal team hanno rivelato che un quarto pianeta di lungo periodo potrebbe orbitare oltre i tre ora conosciuti. Ci sono solo suggerimenti su quel pianeta perché è così lontano che il segnale che crea non rivela ancora la curvatura di un'orbita. Un altro pezzo mancante del puzzle è l'inclinazione del pianeta più interno, b, che richiederebbe un'astrometria di precisione 1.000 volte maggiore di quella di Hubble, un obiettivo raggiungibile da una futura missione spaziale ottimizzata per l'interferometria.
Fonti: HubbleSite, conferenza stampa AAS
