En kosmisk tango:Denne fjerne planets mærkelige bane peger på en voldelig og kaotisk fortid

Hvis du lukker øjnene og forestiller dig et system af planeter, der kredser om en fjern stjerne, hvad ser du så?

For de fleste mennesker fremtryller sådanne tanker systemer, der spejler solsystemet:planeter, der kredser om en værtsstjerne på næsten cirkulære baner – klippeplaneter tættere på, og giganter som Jupiter i de iskolde dybder.

Men jo mere vi studerer kosmos, jo mere begynder vi at indse, at planetsystemer som vores egne kan være mere en undtagelse end en regel.

Forestil dig et system med én gasformig planet, lidt større end Saturn, der skimter overfladen af ​​sin værtsstjerne i en ekstrem hurtig bane. Det er helvedes varmt og lyser kedelig rødt og bager i stjernestråling.

Forestil dig så en anden gigantisk planet længere ude, større end Jupiter, der bevæger sig på en fjern og meget langstrakt bane, som får den til at ligne mere en komet end en traditionel planet.

Det lyder ikke meget som hjemme, gør det? Men det er, hvad vi fandt.

Vi præsenterer planetsystemet HD83443

Historien om HD83443-systemet begynder i slutningen af ​​det 20. århundrede, hvor astronomer begyndte obsessivt at observere stjerner, der ligner Solen. De ledte efter beviser for disse stjerner, der slingrede frem og tilbage under indflydelse af usete planetariske ledsagere.

Ved hjælp af det 3,9 meter lange anglo-australske teleskop ved Siding Spring Observatory nær Coonabarabran opdagede forskere en planet, der kredsede om stjernen HD83443. Denne planet, HD83443b, var lige så massiv som gasgiganterne Saturn og Jupiter.

Men her sluttede lighederne. HD83443b er en "varm Jupiter":en gigantisk gasplanet, der skimmer overfladen af ​​sin værtsstjerne (som er lidt mindre og køligere end Solen) og fuldfører hver omgang på mindre end tre jorddage!

I to årtier siden dens opdagelse har vi fortsat med at overvåge HD83443's bevægelser. I de seneste år har vi udført dette arbejde ved University of Southern Queenslands Mt Kent Observatory.

Ved at kombinere vores observationer med andre, opdagede vi en mærkelig ny planet i systemet, som vi beskriver i et papir offentliggjort i sidste måned.

Denne verden, HD83443c, tager mere end 22 år at kredse om sin værtsstjerne og er omkring 200 gange længere væk end sin helvedes søskende. Eftersom HD83443c's "år" er så langt, havde vi brug for mere end to årtiers observationer for at bekræfte dens eksistens – ved at spore en enkelt omgang omkring værtsstjernen.

Men det, der virkelig er usædvanligt, er dens kredsløbs excentricitet. Mens planeterne i solsystemet følger næsten cirkulære baner, følger HD83443c en meget mere langstrakt sti, der minder om kometer i vores solsystem.

Eftervirkningerne af en planetarisk tango

Planeter som den "varme Jupiter," HD83443b, er særligt interessante for astronomer, da de er ulig noget tæt på hjemmet. Gasgiganter som Jupiter begynder deres liv langt fra deres værtsstjerne, hvor der er masser af is.

Disse iser tillader dem at vokse hurtigt og få nok masse til at indhylle sig i enorme atmosfærer.

I modsætning til solsystemets gigantiske planeter, da HD83443b voksede til modenhed, skal den have migreret indad for at ende tæt på sin værtsstjerne. Hvad forårsagede denne migration?

Nå, gennem årene har astronomer fundet mange varme Jupitere. I forsøget på at forstå disse mærkelige planeter er der blevet foreslået adskillige mekanismer til at forklare deres migration – men i de fleste tilfælde går ethvert bevis på årsagen til migrationen tabt i en fjern fortid.

I det specifikke tilfælde med HD83443b ser det dog ud til, at vores nye opdagelse kan have givet beviserne for den rygende pistol. Den nyopdagede verden, HD83443c, kan være årsagen til, at dens søskende endte på sin nuværende helvedes bane.

Forestil dig, at HD83443c og HD83443b først dannes i de iskolde dybder af HD83443-systemet. De ville være blevet begravet i den massive skive af gas og støv, der omgiver stjernen, kaldet en "protoplanetarisk skive."

Efterhånden som planeterne bevægede sig gennem skiven, fodrede de fra den, blev stadig mere massive og drev langsomt indad, mens de interagerer med skiven omkring dem.

Til sidst kom de for tæt på hinanden. De kolliderede ikke helt, men da de svingede forbi hinanden, virkede deres enorme tyngdekraft som en slangebøsse, der slyngede dem begge ind i nye baner.

HD83443b, den varme Jupiter, blev slynget indad på et kredsløb, der skummer stjernens overflade ved dets nærmeste nærme sig, før det svingede tilbage udad mod den indledende scene med næsten kollision. Den anden planet, HD83443c, slynges udad på sin nuværende aflange bane.

I løbet af årtusinder skete der noget bemærkelsesværdigt. Hver gang HD83443b svingede tæt på sin værtsstjerne, hævede dens tilstedeværelse tidevand på stjernen, og til gengæld fik værtsstjernen tidevand til at stige på den. Dette ville i det væsentlige have "aktiveret bremserne" til HD83443bs bevægelse.

Dette betyder, at HD83443b mistede en lille smule hastighed, hver gang den svingede forbi værtsstjernen. Da den fløj tilbage udad igen, kunne den ikke rejse så langt som før, og dens kredsløb blev langsomt cirkuleret. Den blev slæbt indad, indtil den nåede sin nuværende lille, cirkulære bane – som den vil tilbringe resten af ​​sit liv på.

HD83443c oplevede dog ingen sådan skæbne. Efter at være blevet slynget udad under det første møde med HD83443b, forblev den så fjern fra den centrale stjerne, at dens bane aldrig blev påvirket.

Dens meget langsomme og langstrakte kredsløb er bevis på det første planetariske møde fra da systemet var ungt.

Er der ikke noget sted som hjemme?

Denne historie er fascinerende - men hovedmålet med vores igangværende søgen efter fremmede verdener er at finde steder meget mere som hjemme.

Vi bruger de samme værktøjer, som førte os til HD83443c til at finde planetariske systemer som vores eget – med gigantiske planeter i kredsløb langt fra deres værtsstjerner. Vi bliver måske nødt til at stirre ud på fjernstjerner i årtier ad gangen og se deres yndefulde himmelvals.

Vi vil uden tvivl finde mange flere overraskende systemer beslægtet med HD83443, der afslører mere om den sande række af planetsystemer derude. + Udforsk yderligere

Selv stjerner dømt til at dø, da supernovaer kan have planeter

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.