นักดาราศาสตร์กำลังค้นพบว่าไม่เพียง แต่จะมีดาวเคราะห์นอกระบบที่แตกต่างกันหลากหลาย แต่ยังมีระบบดาวเคราะห์ประเภทต่าง ๆ อีกด้วย “ เราไม่ได้อยู่ที่แคนซัสอีกต่อไปตราบใดที่ระบบสุริยะยังคงอยู่” บาร์บาราแมคโดนัลด์จากหอดูดาวแมคโดนัลด์ของมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่การประชุม American Astronomical Society ในไมอามีฟลอริดาในวันนี้ “ สิ่งที่น่าตื่นเต้นคือเราพบระบบดาวเคราะห์หลายดวงที่ไม่เหมือนตัวเราเอง”
เมื่อมองดูระบบ Upsilon Andromedae ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลกล้องโทรทรรศน์ Hobby-Eberly และกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินอื่น ๆ แสดงให้เห็นถึงระบบที่แปลกประหลาดที่ดาวเคราะห์ไม่เอียงและมีวงโคจรเอียงมาก นักดาราศาสตร์ยังพบดาวเคราะห์ดวงอื่นและดาวอีกดวงซึ่งน่าจะเป็นระบบดาวคู่
แม้จะมีวงโคจรของดาวพลูโต แต่ระบบสุริยะของเราก็ดูเหมือนมหาสมุทรสงบเมื่อเทียบกับ Upsilon Andromedae
แมคโดนัลด์กล่าวว่าการค้นพบที่น่าประหลาดใจเหล่านี้จะส่งผลต่อทฤษฎีของการที่ระบบดาวเคราะห์หลายดวงพัฒนาขึ้นและมันแสดงให้เห็นว่าเหตุการณ์ความรุนแรงบางอย่างสามารถเกิดขึ้นได้เพื่อทำลายวงโคจรของดาวเคราะห์หลังจากระบบดาวเคราะห์ก่อตัว
“ การค้นพบหมายความว่าการศึกษาระบบดาวเคราะห์นอกระบบในอนาคตจะมีความซับซ้อนมากขึ้นในอนาคต” เธอกล่าว “ นักดาราศาสตร์ไม่สามารถคิดดาวเคราะห์ทั้งหมดโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของพวกมันในระนาบเดียวได้อีกต่อไป” บาร์บาร่าแมคอาเธอร์แห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่หอดูดาวแมคโดนัลด์ของออสตินกล่าว
คล้ายกับดวงอาทิตย์ของเราในคุณสมบัติของมัน Upsilon Andromedae อยู่ห่างออกไปประมาณ 44 ปีแสง มันอายุน้อยกว่าใหญ่กว่าและสว่างกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย เป็นเวลากว่าทศวรรษที่นักดาราศาสตร์ทราบว่าดาวเคราะห์สามประเภทของดาวพฤหัสโคจรรอบดาวฤกษ์สีขาว - เหลือง Upsilon Andromedae
แต่หลังจากการสังเกตการณ์รวมกว่าพันครั้งแมคโดนัลด์และทีมของเธอได้ค้นพบคำใบ้ว่าดาวเคราะห์ดวงที่สี่นั้นโคจรรอบดาวฤกษ์ไกลออกไป พวกเขายังสามารถตรวจสอบมวลที่แน่นอนของสองในสามของดาวเคราะห์ที่รู้จักกันก่อนหน้านี้คือ Upsilon Andromedae c และ d แต่ที่น่าตกใจกว่านั้นก็คือไม่ใช่ว่าดาวเคราะห์ทุกดวงโคจรรอบดาวฤกษ์นี้ในระนาบเดียวกัน วงโคจรของดาวเคราะห์ c และ d มีความโน้มเอียง 30 องศาเทียบกัน การวิจัยครั้งนี้นับเป็นครั้งแรกที่มีการวัด“ ความโน้มเอียงของกันและกัน” ของดาวเคราะห์สองดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์อื่น
“ อาจเป็นอัพซิลอนอันโดรเมเดมีกระบวนการก่อตัวแบบเดียวกับระบบสุริยจักรวาลของเราแม้ว่าอาจมีความแตกต่างในการก่อตัวในช่วงปลายที่ก่อให้เกิดวิวัฒนาการที่แตกต่างนี้” แมคอาเธอร์กล่าว “ หลักฐานของการวิวัฒนาการของดาวเคราะห์จนถึงขณะนี้คือว่าระบบดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นในดิสก์และยังคงอยู่ในระนาบร่วมกันเช่นระบบของเราเอง แต่ตอนนี้เราได้วัดมุมที่สำคัญระหว่างดาวเคราะห์เหล่านี้ซึ่งบ่งชี้ว่ามันไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป ”
จนถึงปัจจุบันภูมิปัญญาดั้งเดิมก็คือก้อนเมฆก๊าซก้อนใหญ่ยุบตัวลงก่อตัวเป็นดาวฤกษ์และดาวเคราะห์เป็นผลพลอยได้จากธรรมชาติของวัสดุที่เหลือซึ่งกลายเป็นดิสก์ ในระบบสุริยจักรวาลของเรามีฟอสซิลของเหตุการณ์การสร้างนั้นเพราะดาวเคราะห์ทั้งแปดหลักโคจรรอบเกือบในระนาบเดียวกัน ดาวเคราะห์แคระชั้นนอกสุดอย่างพลูโตอยู่ในวงโคจรเอียง แต่สิ่งเหล่านี้ได้รับการแก้ไขโดยแรงโน้มถ่วงของเนปจูนและไม่ได้ฝังลึกลงในสนามโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์
แล้วอะไรที่ทำให้ระบบ Upsilon Andromedae กระแทกอยู่
“ ความเป็นไปได้รวมถึงการปฏิสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นจากการย้ายถิ่นของดาวเคราะห์การปลดปล่อยดาวเคราะห์อื่นออกจากระบบผ่านการกระเจิงของดาวเคราะห์ - ดาวเคราะห์หรือการหยุดชะงักจากดาวคู่ดวงดาวของดาวฤกษ์ Upsilon Andromedae B
หรือดาวข้างเคียงดาวแคระแดงมวลน้อยกว่าและหรี่กว่าดวงอาทิตย์อาจเป็นผู้กระทำผิด คือ.
“ เราไม่มีความคิดใด ๆ ว่าวงโคจรของมันคืออะไร” Fritz Benedict สมาชิกทีมกล่าว “ มันผิดปกติมาก บางทีมันอาจเข้ามาใกล้ทุกครั้ง อาจใช้เวลา 10,000 ปี” การผ่านที่ใกล้ชิดของดาวฤกษ์ดวงที่สองสามารถรบกวนวงโคจรของดาวเคราะห์ได้”
ข้อมูลสองชนิดที่แตกต่างกันรวมกันในการวิจัยนี้คือ astrometry จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและความเร็วเรเดียลจากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน
Astrometry เป็นการตรวจวัดตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้า กลุ่มของ McArthur ใช้หนึ่งในเซ็นเซอร์ปรับคำแนะนำ (FGS) บนกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลสำหรับงาน FGS นั้นแม่นยำมากจนสามารถวัดความกว้างของหนึ่งในสี่ของเดนเวอร์ได้จากจุดชมวิวของไมอามี มันเป็นความแม่นยำนี้ที่ใช้ในการติดตามการเคลื่อนที่ของดาวบนท้องฟ้าที่เกิดจากสิ่งรอบตัวและดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็น
ความเร็วเรเดียลทำให้การตรวจวัดการเคลื่อนที่ของดาวบนท้องฟ้าไปทางและอยู่ห่างจากโลก การตรวจวัดเหล่านี้ทำขึ้นเป็นระยะเวลา 14 ปีโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินรวมถึงสองแห่งที่หอดูดาวแมคโดนัลด์และอีกแห่งหนึ่งที่เมืองเลียคโอต - โพรวองซ์และหอสังเกตการณ์ Whipple ความเร็วของแนวรัศมีให้การสังเกตพื้นฐานที่ยาวนานซึ่งทำให้ระยะเวลาสั้นลง แต่การสำรวจฮับเบิลแม่นยำและสมบูรณ์ยิ่งขึ้นเพื่อกำหนดการเคลื่อนที่ของวงโคจรได้ดียิ่งขึ้น
ความจริงที่ว่าทีมกำหนดความโน้มเอียงของวงโคจรของดาวเคราะห์คและ d อนุญาตให้พวกเขาคำนวณมวลที่แน่นอนของดาวเคราะห์ทั้งสอง ข้อมูลใหม่บอกเราว่ามุมมองของเราเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่หนักกว่านั้นต้องเปลี่ยนไป มวลขั้นต่ำก่อนหน้าสำหรับดาวเคราะห์ที่กำหนดโดยการศึกษาความเร็วของแนวรัศมีทำให้มวลขั้นต่ำสำหรับดาวเคราะห์ c ที่ 2 จูปิเตอร์และสำหรับดาวเคราะห์ d ที่ 4 จูปิเตอร์ มวลใหม่ที่แน่นอนซึ่งถูกค้นพบโดย astrometry คือ 14 จูปิเตอร์สำหรับดาวเคราะห์ c และ 10 จูปิเตอร์สำหรับดาวเคราะห์ d
“ ข้อมูลจากฮับเบิลแสดงให้เห็นว่าความเร็วเรเดียลนั้นไม่ใช่เรื่องทั้งหมด” เบเนดิกต์กล่าว “ ความจริงที่ว่าดาวเคราะห์หมุนเป็นมวลน่ารักจริงๆ”
ดาวเคราะห์ดวงที่สี่อยู่ไกลมากจนสัญญาณของมันไม่ได้เปิดเผยความโค้งของวงโคจรของมัน
ข้อมูลความเร็วรอบรัศมี 14 ปีที่รวบรวมโดยทีมงานได้เปิดเผยคำใบ้ว่าดาวเคราะห์ดวงที่สี่ระยะยาวอาจโคจรรอบโลกเกินกว่าที่ทั้งสามรู้จัก มีคำใบ้เกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงนั้นเพียงเพราะมันไกลมากจนสัญญาณที่มันสร้างยังไม่ได้เปิดเผยความโค้งของวงโคจร ชิ้นส่วนปริศนาที่ขาดหายไปอีกชิ้นหนึ่งคือความเอียงของดาวเคราะห์วงในสุดซึ่งจะต้องใช้การตรวจสอบทางดาราศาสตร์อย่างแม่นยำ 1,000 ครั้งสูงกว่าฮับเบิลซึ่งเป็นเป้าหมายที่สามารถบรรลุได้โดยภารกิจอวกาศในอนาคต
แหล่งที่มา: HubbleSite, AAS แถลงข่าว
