Los astrónomos están descubriendo que no solo hay una amplia gama de planetas extrasolares diferentes, sino que también hay diferentes tipos de sistemas planetarios. "Ya no estamos en Kansas en lo que respecta a los sistemas solares", dijo Barbara McDonald del Observatorio McDonald de la Universidad de Texas, en la reunión de la American Astronomical Society en Miami, Florida, hoy. "Lo emocionante es que encontramos otro sistema de varios planetas que no se parece en nada al nuestro".
Una mirada cercana al sistema Upsilon Andromedae con el telescopio espacial Hubble, el telescopio Hobby-Eberly y otros telescopios terrestres muestra un sistema loco donde los planetas están fuera de la inclinación y tienen órbitas muy inclinadas. Los astrónomos también encontraron otro planeta, y también otra estrella: este es probablemente un sistema estelar binario.
Incluso con la órbita inclinada de Plutón, nuestro sistema solar parece un océano de calma en comparación con Upsilon Andromedae.
McDonald dijo que estos sorprendentes hallazgos afectarán las teorías de cómo evolucionan los sistemas de varios planetas, y muestra que algunos eventos violentos pueden suceder para interrumpir las órbitas de los planetas después de que se forme un sistema planetario.
"Los resultados significan que los futuros estudios de los sistemas exoplanetarios serán más complicados", dijo. "Los astrónomos ya no pueden asumir que todos los planetas orbitan a su estrella madre en un solo plano". dice Barbara McArthur del Observatorio McDonald de la Universidad de Texas en Austin.
Similar a nuestro Sol en sus propiedades, Upsilon Andromedae se encuentra a unos 44 años luz de distancia. Es un poco más joven, más masivo y más brillante que el Sol. Durante poco más de una década, los astrónomos han sabido que tres planetas de tipo Júpiter orbitan alrededor de la estrella amarilla-blanca Upsilon Andromedae.
Pero después de más de mil observaciones combinadas, McDonald y su equipo descubrieron indicios de que un cuarto planeta, e, orbita la estrella mucho más lejos. También pudieron determinar las masas exactas de dos de los tres planetas conocidos anteriormente, Upsilon Andromedae c y d. Sin embargo, mucho más sorprendente es que no todos los planetas orbitan esta estrella en el mismo plano. Las órbitas de los planetas cyd están inclinadas 30 grados entre sí. Esta investigación marca la primera vez que se mide la "inclinación mutua" de dos planetas que orbitan alrededor de otra estrella.
"Lo más probable es que Upsilon Andromedae tuviera el mismo proceso de formación que nuestro propio sistema solar, aunque podría haber diferencias en la formación tardía que originó esta evolución divergente", dijo McArthur. “La premisa de la evolución planetaria hasta ahora ha sido que los sistemas planetarios se forman en el disco y permanecen relativamente coplanares, como nuestro propio sistema, pero ahora hemos medido un ángulo significativo entre estos planetas que indica que este no es siempre el caso. "
Hasta ahora, la sabiduría convencional ha sido que una gran nube de gas se derrumba para formar una estrella, y los planetas son un subproducto natural del material sobrante que forma un disco. En nuestro sistema solar, hay un fósil de ese evento de creación porque los ocho planetas principales orbitan en casi el mismo plano. Los planetas enanos más externos como Plutón están en órbitas inclinadas, pero estos han sido modificados por la gravedad de Neptuno y no están incrustados en el interior del campo gravitacional del Sol.
Entonces, ¿qué sacudió el sistema Upsilon Andromedae?
"Las posibilidades incluyen interacciones que ocurren desde la migración hacia el interior de los planetas, la expulsión de otros planetas del sistema a través de la dispersión planeta-planeta, o la interrupción de la estrella compañera binaria de la estrella madre, Upsilon Andromedae B", dijo McArthur.
O bien, la estrella compañera, una enana roja menos masiva y mucho más tenue que el Sol, podría ser la culpable. es.
"No tenemos idea de cuál es su órbita", dijo el miembro del equipo Fritz Benedict. “Podría ser muy excéntrico. Tal vez se acerca mucho de vez en cuando. Puede tomar 10.000 años ". Un paso tan cerca de la estrella secundaria podría perturbar gravitacionalmente las órbitas de los planetas ".
Los dos tipos diferentes de datos combinados en esta investigación fueron la astrometría del telescopio espacial Hubble y la velocidad radial de los telescopios terrestres.
La astrometría es la medición de las posiciones y movimientos de los cuerpos celestes. El grupo de McArthur utilizó uno de los sensores de guía fina (FGS) en el telescopio Hubble para la tarea. Los FGS son tan precisos que pueden medir el ancho de un cuarto en Denver desde el punto de vista de Miami. Fue esta precisión la que se usó para rastrear el movimiento de la estrella en el cielo causado por sus planetas circundantes e invisibles.
La velocidad radial hace mediciones del movimiento de la estrella en el cielo hacia y lejos de la Tierra. Estas mediciones se realizaron durante un período de 14 años utilizando telescopios terrestres, incluidos dos en el Observatorio McDonald y otros en los Observatorios Lick, Haute-Provence y Whipple. La velocidad radial proporciona una línea de base larga de observaciones de la base, lo que permitió una duración más corta, pero más precisa y completa, las observaciones de Hubble para definir mejor los movimientos orbitales.
El hecho de que el equipo determinara las inclinaciones orbitales de los planetas cyd les permitió calcular las masas exactas de los dos planetas. La nueva información nos dijo que nuestra opinión sobre qué planeta es más pesado debe cambiarse. Las masas mínimas previas para los planetas dados por los estudios de velocidad radial ponen la masa mínima para el planeta c a 2 Júpiter y para el planeta d a 4 Júpiter. Las nuevas masas exactas, encontradas por la astrometría son 14 Júpiter para el planeta c y 10 Júpiter para el planeta d.
"Los datos del Hubble muestran que la velocidad radial no es toda la historia", dijo Benedict. "El hecho de que los planetas realmente voltearon en masa fue realmente lindo".
El cuarto planeta está tan alejado que su señal no revela la curvatura de su órbita.
Los 14 años de información de velocidad radial compilados por el equipo descubrieron indicios de que un cuarto planeta de largo período puede orbitar más allá de los tres conocidos ahora. Solo hay indicios sobre ese planeta porque está tan lejos que la señal que crea aún no revela la curvatura de una órbita. Otra pieza faltante del rompecabezas es la inclinación del planeta más interno, b, que requeriría una astrometría de precisión 1,000 veces mayor que la del Hubble, un objetivo que puede alcanzar una futura misión espacial optimizada para interferometría.
Fuentes: HubbleSite, conferencia de prensa de AAS
