Sistemul nostru solar prezintă o configuraţie extrem de ordonată: cele opt planete orbitează Soarele mai mult ca nişte alergători pe o pistă care se învârt pe culoarul lor, păstrând mereu acelaşi plan. Nu este cazul tuturor sistemelor solare.
Cercetătorii au măsurat orientarea unui sistem multiplanetar şi l-au găsit foarte asemănător cu propriul nostru sistem solar
Cele mai multe exoplanete descoperite în ultimii ani - în special gigantele cunoscute sub numele de "hot Jupiter" - au orbite mult mai excentrice.
Cercetătorii de la MIT, Universitatea California din Santa Cruz şi alte instituţii au detectat recent primul sistem exoplanetar la 10.000 de ani-lumină distanţă, cu orbitele aliniate regulat, similare cu cele din sistemul nostru solar. În centrul acestui sistem îndepărtat se afla Kepler-30, o stea la fel de strălucitoare şi masivă ca Soarele. După analizarea datelor de la telescopul spaţial Kepler al NASA, oamenii de ştiinţă de la MIT şi colegii lor au descoperit că steaua - la fel ca şi Soarele - se roteşte în jurul unei axe verticale iar cele trei planete au orbite care sunt toate în acelaşi plan.
Kepler 30c
În această interpretare artistică, planeta Kepler-30c tranzitează una dintre cele mai mari pete solare, care apare frecvent pe suprafaţa stelei gazdă. Autorii au folosit aceste momente de tranzit a petelor solare pentru a arăta că orbitele celor trei planete (liniile colorate) sunt aliniate cu rotaţia stelei (săgeata albă rotunjită).
Grafic: Cristina Sanchis Ojeda
"În sistemul nostru solar, traiectoria planetelor este paralelă cu rotaţia Soarelui, care arată faptul că acestea, probabil, s-au format dintr-un disc rotitor, " spune Roberto Sanchis-Ojeda, un student absolvent de la fizică la MIT, care a condus cercetarea. "În acest sistem, se întâmplă acelaşi lucru."
Concluziile lor, publicate în luna iulie în revista Nature, ar putea explica originile anumitor sisteme îndepărtate, în timp ce acestea împrăştie lumină asupra „cartierului” nostru planetar.
"Mi se spune că sistemul solar nu este o întâmplare" spune Josh Winn, un profesor asociat de fizică la MIT şi un co-autor al lucrării. "Faptul că rotaţia Soarelui este aliniată cu orbitele planetelor, probabil că nu este o coincidenţă ciudată."
Orbite înclinate
Winn spune că descoperirea echipei poate susţine o teorie recentă a modului în care s-au format hot Jupiters. Aceste corpuri gigantice sunt denumite după apropierea lor extremă de steaua lor albă şi fierbinte, terminând o orbită în doar câteva ore sau zile. Orbitele hot Jupiters sunt de obicei în înclinate, iar oamenii de ştiinţă au crezut că neconcordanţele ar putea fi un indiciu al originii acestor exoplanete: orbitele lor ar fi fost dezaliniate de foarte devreme, perioada volatilă a formării unui sistem planetar, atunci când mai multe planete gigantice au ajuns destul de aproape pentru a alunga unele planete din sistem, în timp ce sunt aduse altele şi mai aproape de stelele lor.
Recent, oamenii de ştiinţă au identificat o serie de sisteme hot Jupiters, dintre care toate au orbite înclinate. Dar pentru a dovedi cu adevărat această teorie a împrăştierii planetare, Winn spune că cercetătorii trebuie să identifice un sistem non-hot Jupiter, unul cu planetele rotindu-se mai departe de steaua lor. Dacă sistemul ar fi fost aliniat la fel ca sistemul nostru solar, cu nici o înclinare orbitală, aceasta ar demonstra că numai sistemele hot Jupiters sunt nealiniate, formate ca urmare a împrăştierii planetare.
Identificarea petelor solare ale unui soare îndepărtat
Cu scopul de a rezolva puzzle-ul, Sanchis-Ojeda a verificat datele de la telescopul spaţial Kepler, un instrument care monitorizează 150 000 stele pentru a găsi semne ale planetelor îndepărtate. El s-a limitat la Kepler-30, un sistem non-hot Jupiters cu trei planete, toate cu orbite mult mai largi decât un hot Jupiter tipic. Pentru a măsura alinierea stelei, Sanchis-Ojeda, a urmărit petele solare, petele întunecate aflate pe suprafaţa stelelor luminoase cum ar fi Soarele.
"Aceste pete mici negre se afla pe stea în timp ce aceasta se roteşte", spune Winn. "Dacă am putea face o imagine, ar fi grozav, pentru că ai vedea exact cum steaua este orientată doar prin urmărirea acestor pete."
Dar stelele cum ar fi Kepler-30 sunt extrem de îndepărtate, astfel încât captarea unei imagini cu acestea este aproape imposibilă: singura modalitate de a furniza documente cu aceste stele este prin măsurarea cantităţii mici de lumină pe care o emană. Aşadar, echipa a căutat modalităţi de a urmări petele solare folosind lumina acestor stele. De fiecare dată când o planetă tranzitează - sau trece prin faţa – unei astfel de stele, blochează un pic din lumina stelei, pe care astronomii o văd ca pe o pantă în intensitatea luminii. În cazul în care o planetă trece prin faţa unei pete solare întunecate, cantitatea de lumină blocată scade, creând un impuls în panta de date.
"Dacă primiţi un impuls de la o pată solară, atunci data viitoare când planeta se reîntoarce în acelaşi punct, aceeaşi pată s-ar putea să se fi mutat de acolo şi ai vedea impulsul nu aici, ci acolo", spune Winn. "Deci, sincronizarea acestor impulsuri este ceea ce vom folosi pentru a determina alinierea stelei."
Din datele impulsurilor Sanchis-Ojeda a concluzionat că Kepler-30 se roteşte de-a lungul unei axe perpendiculare pe planul orbital al planetei cele mai mari. Cercetătorii au stabilit apoi alinierea orbitelor planetelor prin studierea efectelor gravitaţionale ale unei planete asupra celeilalte. Prin măsurarea variaţiilor de sincronizare ale planetelor în timp ce acestea tranzitau steaua, echipa a derivat configuraţiile orbitale respective şi au constatat că toate cele trei planete sunt aliniate de-a lungul aceluiaşi plan. Structura generală planetară, găsită de Sanchis-Ojeda, pare a fi la fel ca a sistemului nostru solar.
James Lloyd, un profesor asistent de astronomie la Universitatea Cornell, care nu a fost implicat în această cercetare, spune că studiul orbitelor planetare ar putea pune în lumină modul de evoluţie al vieţii în Univers - deoarece pentru a avea un climat stabil adecvat pentru viaţă, o planetă are nevoie să fie într-o orbită stabilă. "Cu scopul de a înţelege cât de comună este viaţa în Univers, în cele din urmă va trebui să înţelegem cât de comune sunt sistemele planetare stabile", spune Lloyd. "S-ar putea găsi indicii în sisteme planetare extrasolare care să ajute la înţelegerea puzzle-ului sistemului solar şi vice-versa."
Descoperirile din acest prim studiu al alinierii unui sistem non-hot Jupiter sugerează că sistemele hot Jupiter se pot forma într-adevăr prin împrăştierea planetelor. Pentru a şti sigur, Winn spune că el şi colegii săi plănuiesc să măsoare orbitele altor sisteme solare îndepărtate.
"Am fost înfometaţi după una ca asta, să nu fie exact ca sistemul solar, dar cel puţin să fie mai normală, iar planetele şi stele să fie aliniate unele cu celelalte", spune Winn. "Este primul caz în care putem spune acest lucru, în afară de sistemul nostru solar."
Traducere de Ana Spătaru după far-off-solar-system-0725.
