Kiedy myślimy o innych systemach planetarnych, mamy tendencję do myślenia, że będą one działały według tych samych podstawowych zasad, co nasze własne. W Układzie Słonecznym planety krążą blisko płaszczyzny równikowej Słońca - czyli wokół swojego równika. Oś obrotu Słońca, kierunek biegunów na podstawie obrotu, jest również taka sama jak większość planet (wyjątek stanowi Uran, który obraca się na boku).
Ale jeśli badanie planet pozasłonecznych nauczyło nas czegokolwiek, to wszechświat jest pełen możliwości. Rozważmy gwiazdę znaną jako GJ436, czerwony karzeł znajdujący się około 33 lat świetlnych od Ziemi. Od lat astronomowie wiedzą, że ta gwiazda ma planetę, która zachowuje się bardzo jak kometa. Ale według ostatnich badań prowadzonych przez astronomów z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE), ta planeta ma również bardzo osobliwą orbitę.
Badanie zatytułowane „Niewspółosiowość orbity egzoplanety o masie Neptuna GJ 436b z wirowaniem swojej chłodnej gwiazdy” niedawno ukazało się w czasopiśmie naukowym Natura. Badanie było prowadzone przez Vincenta Bourriera z Obserwatorium Uniwersyteckiego w Genewie i obejmowało członków z University of Grenoble Alpes, Tennessee State University oraz Centre for Space and Habitability na University of Bern.
GJ436 był już źródłem wielu zainteresowań naukowych, częściowo dzięki odkryciu, że jego jedyna potwierdzona egzoplaneta ma gazową otoczkę podobną do komety. Ta egzoplaneta, znana jako GJ436b, została po raz pierwszy zaobserwowana w 2004 r. Przy użyciu pomiarów prędkości radialnej wykonanych przez Obserwatorium Kecka. W 2007 r. GJ436b stała się pierwszą planetą wielkości Neptuna, o której wiadomo, że krąży bardzo blisko swojej gwiazdy (zwanej również „Gorącym Neptunem”).
W 2015 r. GJ436 b ponownie pojawił się na pierwszych stronach gazet, gdy naukowcy poinformowali, że jego atmosfera paruje, co powoduje gigantyczną chmurę wokół planety i długą, ciągłą opowieść. Stwierdzono, że obłok ten jest wynikiem wyparowywania wodoru w atmosferze planety dzięki ekstremalnemu promieniowaniu pochodzącemu z jego gwiazdy. To niespotykane dotąd zjawisko zasadniczo oznacza, że GJ436 b wygląda jak kometa.
Innym interesującym faktem na temat tej planety jest jej nachylenie orbity, nad którym astronomowie zastanawiali się przez ostatnie 10 lat. W przeciwieństwie do planet Układu Słonecznego - których orbity są w dużej mierze okrągłe - GJ436b podąża bardzo ekscentryczną, eliptyczną ścieżką. I jak wskazał zespół badawczy w swoich badaniach, planeta również nie krąży wokół płaszczyzny równikowej gwiazdy, ale przechodzi prawie nad biegunami.
Jak Vincent Bourrier - badacz na Wydziale Astronomii Wydziału Nauki UNIGE, członek projektu CZTERECH ACES Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych i główny autor badania - wyjaśnił w komunikacie prasowym UNIGE:
„Ta planeta jest poddawana ogromnym siłom pływowym, ponieważ jest niewiarygodnie blisko swojej gwiazdy, zaledwie 3% odległości Ziemia-Słońce. Gwiazdą jest czerwony karzeł, którego żywotność jest bardzo długa, a siły pływowe, które wywołuje, powinny były odtąd okrążyć orbitę planety, ale tak nie jest! ”
Było to szczególnie interesujące odkrycie z wielu powodów. Z jednej strony jest to pierwszy przypadek, w którym znaleziono planetę na orbicie polarnej. Z drugiej strony badanie sposobu, w jaki planety krążą wokół gwiazdy, to świetny sposób, aby dowiedzieć się więcej o tym, w jaki sposób układ ten ewoluował. Na przykład, jeśli planeta została zakłócona przez przejście pobliskiej gwiazdy lub znajduje się pod wpływem obecności innych masywnych planet, które będą widoczne z jej orbity.
Jak wyjaśnił Christophe Lovis, badacz UNIGE i współautor badania:
„Nawet jeśli widzieliśmy już źle ustawione orbity planet, niekoniecznie rozumiemy ich pochodzenie, zwłaszcza że tutaj po raz pierwszy mierzymy architekturę układu planetarnego wokół czerwonego karła”.
Hervé Beust, astronom z University of Grenobles Alpes, był odpowiedzialny za wykonanie obliczeń orbitalnych na GJ436b. Jak wskazał, najprawdopodobniejszym wyjaśnieniem orbity GJ436b jest istnienie w systemie bardziej masywnej i odległej planety. Chociaż ta planeta nie jest obecnie znana, może to być pierwsza wskazówka, że GJ436 jest systemem wieloplanetarnym.
„Jeśli to prawda, to nasze obliczenia wskazują, że planeta nie tylko nie poruszałaby się po okręgu wokół gwiazdy, jak wiemy od 10 lat, ale powinna również znajdować się na bardzo pochylonej orbicie” - powiedział. „Właśnie to właśnie zmierzyliśmy!”
Innym interesującym wnioskiem z tego badania była prognoza, że planeta nie zawsze krąży tak blisko swojej gwiazdy. Na podstawie swoich obliczeń zespół zakłada, że GJ436b mógł migrować z czasem, aby stać się „parującą planetą”, jaką jest dzisiaj. Tutaj również uważa się, że istnienie nieodkrytego towarzysza jest najbardziej prawdopodobną przyczyną.
Podobnie jak w przypadku wszystkich badań egzoplanet, odkrycia te mają również wpływ na nasze rozumienie Układu Słonecznego. Patrząc w przyszłość, zespół ma nadzieję przeprowadzić dalsze badania tego systemu w nadziei ustalenia, czy można znaleźć nieuchwytnego towarzysza planetarnego. Ankiety te prawdopodobnie skorzystają na rozmieszczeniu misji nowej generacji, szczególnie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST).
Jak wskazał Bourier: „Naszym następnym celem jest zidentyfikowanie tajemniczej planety, która zdenerwowała ten system planetarny”. Lokalizowanie go będzie kolejnym pośrednim sposobem, w jaki astronomowie odkrywają egzoplanety - określając obecność innych planet na podstawie nachylenia orbit już odkrytych. Może metoda nachylenia orbity?
