天文学者は今日、2つの惑星の軌道が互いに急な角度になっている、傾きが大きく外れた惑星系を発見したと報告しています。 この驚くべき発見は、複数の惑星系がどのように進化してきたかという理論に影響を与え、惑星系が形成された後に惑星の軌道を乱すような激しい出来事が起こりうることを示すものだと、研究者たちは述べています。 テキサス大学オースティン校マクドナルド天文台のバーバラ・マッカーサー氏は、「天文学者は、もはやすべての惑星が親星を一平面で周回すると仮定することはできません」と語っています。
マッカーサー氏は、マイアミで開催される第216回米国天文学会で記者会見を行い、共同研究者であるマクドナルド天文台のフリッツ・ベネディクト氏、ワシントン大学のロリー・バーンズ氏と共にこれらの発見を報告した。 この研究は、6月1日発行のアストロフィジカル・ジャーナルに掲載される予定です。
10年以上前から、天文学者は3つの木星型ペプラネットが黄白色の星、アンドロメダ座Upsilon Andromedaeを周回していると知っていました。 アンドロメダ座イプシロン星は、太陽と同じような性質を持ち、約44光年離れたところにあります。
ハッブル望遠鏡と地上望遠鏡から得られた、根本的に異なる、しかし相補的なデータを組み合わせることによって、マッカーサー氏のチームは、3つの既知の惑星のうち2つ（アンドロメダ座イ星とニ星）の正確な質量を決定しました。 しかし、もっと驚くべきことは、すべての惑星がこの星を同じ平面で回っているわけではないことを発見したことである。 惑星cとdの軌道は、互いに30度傾いているのだ。 この研究により、他の恒星の周りを回る2つの惑星の「相互傾斜角」が初めて測定されたことになります。 また、第4の惑星eは、もっと遠くの星を回っていることを示唆しています。
「おそらくアンドロメダ座イプシロン星は、私たちの太陽系と同じ形成過程であったと考えられますが、この分岐進化の種となった後期構造の違いがあったかもしれません」と、マッカーサーは述べています。 「しかし、今回、これらの惑星の間に大きな角度があることを測定し、これが必ずしもそうではないことを示しました」
これまで、大きなガスの雲が崩壊して星ができ、惑星は円盤を形成する残された物質の自然の副産物であるというのが通説だった。 太陽系では、8つの主要な惑星がほぼ同一平面上を公転しているため、その痕跡が残っているのです。 冥王星のような一番外側の矮小惑星は、傾いた軌道をとっていますが、これは海王星の重力によって修正されたもので、太陽の重力場の奥深くには入り込んでいません。
アンドロメダ座彗星の驚くほど傾いた軌道には、いくつかの異なった重力シナリオが考えられます。 「
また、太陽系外惑星系の力学の専門家であるバーンズ氏は、「我々の力学的解析は、傾いた軌道はおそらく惑星系の元のメンバーが放出された結果であることを示しています。 しかし、遠方の伴星がその排出を強制したのか、それとも惑星系自体がそのような形で形成され、元の惑星の一部が排出されたのかは分かっていません。 この研究では、ハッブル宇宙望遠鏡による天体計測と、地上の望遠鏡による動径速度計測の2種類のデータを組み合わせました。 マッカーサー氏のグループは、ハッブル宇宙望遠鏡に搭載された微動誘導センサー（FGS）の1つを使い、この課題に取り組んだ。 FGSは非常に精密で、マイアミからデンバーの4分の1の幅を測定することができます。 8109＞半径方向速度は、地球から遠ざかる星と遠ざかる星の天球上での動きを測定するものです。 これらの測定は、マクドナルド天文台の2台の望遠鏡と、リック天文台、オートプロヴァンス天文台、ウィップル天文台などの地上の望遠鏡を使って14年間にわたり行われました。 その結果、ハッブル宇宙望遠鏡による観測では、より正確で完全な観測が可能となり、軌道の運動がより明確になりました。 この新しい情報は、どちらの惑星が重いかについての我々の見方を変えなければならないことを教えてくれた。 半径方向の速度から計算された惑星の最小質量は、cが2ジュピター、dが4ジュピターとされていた。 ハッブル宇宙望遠鏡のデータは、半径方向の速度がすべてではないことを示しています」と、ベネディクト氏は言います。 「
研究チームがまとめた14年間の動径速度情報は、現在知られている3つの惑星の他に、4番目の長周期惑星が周回しているかもしれないというヒントを発見しました。 その惑星は遠方にあるため、その信号から軌道の湾曲がまだわからないため、ヒントがあるだけです。 そのためには、ハッブルの1000倍の精度の天体観測が必要ですが、これは干渉計に最適化された宇宙ミッションで達成可能な目標です。
研究チームのハッブルデータは、アンドロメダ座イプシロン星が二重星であることも確認しました。
「その軌道がどうなっているかは、まだ何もわかっていません」とベネディクト氏は言います。 「というのも、この星は非常に偏心している可能性があるからです。 その軌道がどのようなものなのか、私たちにはまったくわかりません。 1万年かかるかもしれませんね。 このような副星の接近は、重力的に惑星の軌道を乱す可能性がある
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