天文学者たちは、さまざまな太陽系外惑星が存在するだけでなく、惑星系にもさまざまな種類があることを発見しています。 「ソーラーシステムに関する限り、私たちはもうカンザス州にいません」と、フロリダ州マイアミで開催されたアメリカ天文学会の会議で、テキサス大学マクドナルド天文台のバーバラマクドナルドは言いました。 「エキサイティングなことは、私たちのものとはまったく異なる別の多惑星システムを発見したことです。」
ハッブル宇宙望遠鏡、ホビー-エバリー望遠鏡、および他の地上ベースの望遠鏡を備えたウプシロンアンドロメダシステムを詳しく見ると、惑星が傾斜しておらず、軌道が非常に傾斜している奇抜なシステムが示されています。天文学者たちはまた、別の惑星と別の星を発見しました。これはおそらく連星系です。
冥王星の傾斜軌道があっても、私たちの太陽系はウプシロンアンドロメダと比較して穏やかな海のように見えます。
マクドナルドは、これらの驚くべき発見は多惑星システムがどのように進化するかの理論に影響を与え、惑星システムが形成された後、惑星の軌道を混乱させる暴力的な出来事が起こり得ることを示していると語った。
「調査結果は、太陽系外惑星系の将来の研究がより複雑になることを意味します」と彼女は言った。 「天文学者は、すべての惑星が単一の平面で親星を周回することをもはや想定できません。」テキサス大学オースティン校のマクドナルド天文台のバーバラマッカーサーは言います。
その性質において太陽と同様に、ウプシロンアンドロメダは約44光年離れています。太陽よりも少し若く、重く、明るいです。 10年余りの間、天文学者は3つの木星型の惑星が黄白色の星ウプシロンアンドロメダエを周回することを知っています。
しかし、1,000を超える観測結果をまとめると、マクドナルドとそのチームは、第4の惑星eがさらに遠くに星を周回していることを明らかにしました。彼らはまた、3つの以前に知られている惑星の2つであるウプシロンアンドロメダcとdの正確な質量を決定することもできました。しかし、もっと驚くべきことは、すべての惑星が同じ平面でこの星を周回しているわけではないということです。惑星cとdの軌道は、互いに30度傾いています。この研究は、別の星を周回する2つの惑星の「相互傾斜」が測定されたのは初めてです。
「おそらく、ウプシロンアンドロメダエは、私たち自身の太陽系と同じ形成プロセスを持っていましたが、この多様な進化の種となった後期の形成には違いがあったかもしれません」とマッカーサーは言った。 「これまでの惑星の進化の前提は、惑星システムがディスク内に形成され、私たちのシステムのように比較的同一平面上に留まることでしたが、今は常にそうであるとは限らないことを示すこれらの惑星間の重要な角度を測定しました。 」
これまでの常識では、ガスの大きな雲が崩壊して星を形成し、惑星はディスクを形成する残りの物質の自然な副産物でした。私たちの太陽系では、8つの主要な惑星すべてがほぼ同じ平面上を周回しているため、その生成イベントの化石があります。冥王星のような最も外側の小惑星は傾斜軌道にありますが、これらは海王星の重力によって修正されており、太陽の重力場の奥深くに埋め込まれていません。
では、何がウプシロンアンドロメダエシステムを破壊したのでしょうか。
「可能性には、惑星の内向きの移動から発生する相互作用、惑星からの惑星の散乱によるシステムからの他の惑星の放出、または親星の連星であるウプシロンアンドロメダBからの混乱が含まれます」とマッカーサー氏は述べた。
または、コンパニオンスター、つまり太陽よりも重くなく、はるかに暗い赤の小人が原因である可能性もあります。です。
チームのメンバー、フリッツベネディクト氏は、「私たちは、その軌道が何であるかについて何も考えていない」と述べた。 「それは非常に風変わりかもしれません。多分それは時々非常に接近しています。 10,000年かかるかもしれません。」二次星のこのような接近は、惑星の軌道を重力によって混乱させる可能性があります。」
この研究で組み合わされた2つの異なるタイプのデータは、ハッブル宇宙望遠鏡からの天文学と地上の望遠鏡からの放射速度でした。
占星術は、天体の位置と動きの測定です。マッカーサーのグループは、ハッブル望遠鏡のファインガイダンスセンサー（FGS）の1つをタスクに使用しました。 FGSは非常に正確なので、マイアミの視点からデンバーの4分の1の幅を測定できます。周囲の、そして目に見えない惑星によって引き起こされた、星の空の動きを追跡するために使用されたのはこの精度でした。
半径方向の速度は、地球に近づいたり遠ざかったりする空の星の動きを測定します。これらの測定は、マクドナルド天文台で2つ、リック、オートプロヴァンス、ホイップル天文台でその他を含む地上の望遠鏡を使用して、14年間にわたって行われました。動径速度は、基礎観測の長いベースラインを提供します。これにより、より短い期間でより正確で完全なハッブル観測が軌道運動をより適切に定義できるようになりました。
チームが惑星cとdの軌道傾斜を決定したという事実により、2つの惑星の正確な質量を計算することができました。新しい情報は、どの惑星がより重いかについての私たちの見方を変える必要があることを教えてくれました。半径速度の研究によって与えられた惑星の以前の最小質量は、惑星cの最小質量を2木星に、惑星dの最小質量を4木星に置きました。天文測定で見つかった新しい正確な質量は、惑星cの場合は14木星、惑星dの場合は10木星です。
「ハッブルのデータは、半径方向の速度がすべてではないことを示しています」とベネディクトは言った。 「惑星が実際にひっくり返ったという事実は本当にかわいいです。」
4番目の惑星は遠く離れているため、その信号は軌道の曲率を明らかにしません。
チームがまとめた14年間の半径速度情報は、4番目の長周期の惑星が現在知られている3つを超えて周回する可能性があるというヒントを明らかにしました。惑星が生成する信号が軌道の曲率を明らかにしていないのは遠いため、その惑星についてのヒントしかありません。パズルのもう1つの欠けている部分は、最も内側の惑星bの傾斜です。これは、ハッブルの1,000倍の精度の天文測定を必要とします。これは、干渉測定用に最適化された将来の宇宙ミッションで達成できる目標です。
出典：ハッブルサイト、AAS記者会見
