Når vi tenker på andre planetariske systemer, har vi en tendens til å tro at de vil fungere etter de samme grunnleggende reglene som våre egne. I solsystemet går planetene i bane i nærheten av ekvatorialplanet til sola - noe som betyr rundt ekvator. Solens rotasjonsakse, retningen på polene basert på rotasjonen, er også den samme som de fleste av planetene (unntaket er Uranus, som roterer på sin side).
Men hvis studiet av ekstrasolplaneter har lært oss noe, er det at universet er fullt av muligheter. Tenk på stjernen kjent som GJ436, en rød dverg som ligger omtrent 33 lysår fra Jorden. I årevis har astronomer visst at denne stjernen har en planet som oppfører seg veldig som en komet. Men ifølge en fersk studie ledet av astronomer fra Universitetet i Genève (UNIGE), har denne planeten også en veldig egen bane.
Studien, med tittelen “Orbital Misalignment of the Neptune-mass Exoplanet GJ 436b With the Spin of its Cool Star”, dukket nylig opp i det vitenskapelige tidsskriftet Natur. Studien ble ledet av Vincent Bourrier fra Geneva University Observatory, og inkluderte medlemmer fra University of Grenoble Alpes, Tennessee State University og Center for Space and Habitability ved University of Bern.
GJ436 har allerede vært kilden til mye vitenskapelig interesse, delvis takket være oppdagelsen at det eneste bekreftede exoplanet har en gassformet konvolutt som en komet. Denne eksoplaneten, kjent som GJ436b, ble først observert i 2004 ved bruk av radielle hastighetsmålinger tatt av Keck-observatoriet. I 2007 ble GJ436b den første planeten i størrelse med Neptun som er kjent for å bane veldig nær stjernen (også kjent som en "Hot Neptune").
Og i 2015 kom GJ436 b overskrifter igjen da forskere rapporterte at atmosfæren var fordampet, noe som resulterte i en gigantisk sky rundt planeten og en lang, etterfølgende fortelling. Denne skyen ble funnet å være et resultat av at hydrogen i planetens atmosfære fordampet, takket være den ekstreme strålingen fra stjernen. Dette aldri før sett fenomenet betyr egentlig at GJ436 b ser ut som en komet.
Et annet interessant faktum om denne planeten er dens banehelling, som astronomer har undret seg over de siste 10 årene. I motsetning til planetene i solsystemet - hvis baner stort sett er sirkulære - følger GJ436b en veldig eksentrisk, elliptisk bane. Og som forskerteamet antydet i studien, går ikke planeten i bane rundt stjernens ekvatoriale plan, men passerer nesten over polene.
Som Vincent Bourrier - forsker ved institutt for astronomi ved UNIGE-naturvitenskapelige fakultet, medlem av European Research Council-prosjektet FOUR ACES, og hovedforfatter av studien - forklarte det i en pressemelding fra UNIGE:
Denne planeten er under enorme tidevannskrefter fordi den er utrolig nær stjernen, knapt 3% av avstanden mellom jord og sol. Stjernen er en rød dverg hvis levetid er veldig lang, tidevannskreftene den induserer burde ha siden sirkulert planets bane, men dette er ikke tilfelle! ”
Dette var et spesielt interessant funn av mange grunner. På den ene siden er det første tilfelle hvor en planet ble funnet å ha en polar bane. På den andre er det en flott måte å lære mer om hvordan det systemet dannet og utviklet seg, å studere hvordan planeter går i bane rundt en stjerne. For eksempel, hvis en planet har blitt forstyrret av passering av en nærliggende stjerne, eller blir påvirket av tilstedeværelsen av andre massive planeter, vil det fremgå av bane hans.
Som Christophe Lovis, en UNIGE-forsker og medforfatter av studien, forklarte:
"Selv om vi allerede har sett feiljusterte planetariske baner, forstår vi ikke nødvendigvis deres opprinnelse, spesielt siden det her er første gang vi måler arkitekturen til et planetarisk system rundt en rød dverg."
Hervé Beust, en astronom fra University of Grenobles Alpes, var ansvarlig for å utføre orbitalberegningene på GJ436b. Som han antydet, er den mest sannsynlige forklaringen på GJ436bs bane eksistensen av en mer massiv og fjernere planet i systemet. Selv om denne planeten foreløpig ikke er kjent, kan dette være den første indikasjonen på at GJ436 er et flerplanet-system.
"Hvis det er sant, indikerer beregningene våre at ikke bare planeten ikke ville bevege seg langs en sirkel rundt stjernen, som vi har kjent i 10 år, men den bør også være på en veldig skrå bane," sa han. "Det er akkurat det vi nettopp målte!"
En annen interessant takeaway fra denne studien var spådommen om at planeten ikke alltid har gått i bane så nær stjernen. Basert på beregningene deres antar teamet at GJ436b kan ha migrert over tid for å bli en "fordampende planet" som den er i dag. Også her antas eksistensen av en ennå uoppdaget følgesvenn være den mest sannsynlige årsaken.
Som med alle eksoplanettstudier, har disse funnene også konsekvenser for vår forståelse av solsystemet. Når vi ser fremover, håper teamet å gjøre ytterligere studier av dette systemet i håp om å avgjøre om det er en unnvikende planetarisk følgesvenn å finne. Disse undersøkelsene vil sannsynligvis dra fordel av utplasseringen av neste generasjons oppdrag, særlig James Webb Space Telescope (JWST).
Som Bourier antydet, "Vårt neste mål er å identifisere den mystiske planeten som har opprørt dette planetsystemet." Å finne det vil være en annen indirekte måte som astronomer oppdager eksoplaneter - og bestemmer tilstedeværelsen av andre planeter basert på banehelling til allerede oppdagede. Orbital-hellingsmetoden, kanskje?
