Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

En stjerne, som snurrer baglæns med to exoplaneter i samme plan i et flerstjernesystem

Et specielt exoplanetsystem er beskrevet i det seneste nummer af PNAS, med deltagelse af forskere fra SAC.

08.02.2021 | Ole J. Knudsen

To exoplaneter kredser "baglæns" i stjernesystemet K2-290. Illustration: Christoffer Grønne.

To exoplaneter kredser "baglæns" i stjernesystemet K2-290. Illustration: Christoffer Grønne.

I en ny artikel i det velansete tidsskrift Proceedings of the National Academy of Sciences fortæller en forskergruppe ledet af PhD Maria Hjort og Simon Albrecht fra Stellar Astrophysics Centre, Aarhus Universitet om opdagelsen af et meget specielt exoplanetsystem. To exoplaneter løber "baglæns" om deres stjerne, og undersøgelsen tyder på, at de oprindeligt har bevæget sig den anden, mere almindelige vej rundt.

Titlen på artiklen er: "A backward-spinning star with two coplanar planets"

Maria Hjorth fortæller: "Vi har fundet et meget spændende planetsystem med to exoplaneter, som kredser om deres stjerne i den næsten modsatte retning af, hvordan selve stjernen roterer. Sådan er det ikke i vores eget Solsystem, hvor alle planeterne kredser om Solen i sammen retning, som den selv roterer."

Joshua Winn fra Princeton University fortsætter: "Det er ikke første gang, astronomerne har fundet sådan et "baglæns" exoplanetsystem - de første blev fundet for mere end 10 år siden. Men det her er et særligt tilfælde, hvor vi mener at have fundet ud af, hvad der har forårsaget denne drastiske forskel, og vores forklaring er forskellig fra, hvad forskerne formoder, der er sket i de andre systemer."

Medforfatter Rebekah Dawson fra Pennsylvania State University, USA tilføjer: "I alle planetsystemer formoder vi, at planeterne er dannet i en flad roterende skive af stof, som kredser i en cirkulær bane omkring en ung stjerne i nogle få millioner år efter at selve stjernen er dannet - det, man kalder en protoplanetarisk skive. Normalt drejer skiven og stjernen samme vej rundt. Men hvis der tillige er en nabostjerne (hvor "nabo" i astronomisk forstand betyder indenfor et lysår eller så i afstand), så vil tidevandskraften fra nabostjernen kunne vippe skiven."

Protoplanetarisk skive omkring ung stjerne før planetdannelsen. Illustration: Christoffer Grønne.

John Zanazzi fra University of Toronto, Canada fortsætter: "Fysikken, som ligger bag er lidt den sammen, som vi kender fra en snurretop, hvor rotationen efterhånden aftager, og toppens akse begynder at rotere i en kegleformet bane."

Den mulighed er forudset i et teoretisk arbejde i 2012, og nu har forskerholdet her fundet det første system, hvor det er foregået i virkeligheden. Teruyuki Hirano fra Tokyo Institute of Technology er med i forskerholdet, og han kommenterer: "Efter at vi opdagede K2-290systemet, indså vi, at det var et ideelt system til at afprøve teorien på. Her er ikke kun to exoplaneter, men også to stjerner. Logisk set ville det næste trin være, at studere systemet i større detalje, og her har vi virkelig fået jackpot."

PhDstuderende Emil Knudstrup fra Aarhus Universitet tilføjer: "Ideen om, at planeter kan bevæge sig i vildt skæve baner, har fascineret mig i hele mit studium. Én ting er at kunne forudsige, at den slags skøre baner kan forekomme, og at de kan være så helt anderledes end dem i Solsystemet. Noget andet er, at være med til faktisk at finde nogen af dem! Det er også fascinerende, at noget så enormt som en protoplanetarisk skive, styres af den samme fysik som en lille snurretop."

En følge af opdagelsen her er, at vi ikke længere kan gå ud fra, at startbetingelserne for planetdannelse forudsætter, at der er overensstemmelse imellem stjernernes rotation og planetbanernes retning. Det er vigtigst, at denne mekanisme til at forklare, hvordan skiverne vippes, kan anvendes ved planeter af alle størrelser. Andre teorier til forklaring af skævheder i exoplanetsystemer virker bedst, når der er tale om store Jupiterlignende planeter i snævre baner. Vi kan nu formode, at der for eksempel findes jordlignende exoplaneter, som skiftevis passerer hen over værtsstjernens nord- og sydpol.

"Vores resultater er opmuntrende, fordi det betyder, at vi har fundet endnu en ny mulighed for, hvordan planetsystemer kan være opbygget, iblandt en fascinerende række variationer," slutter Simon Albrecht fra Stelllar Astrophysics Centre af. "Hvordan mon astronomien ville have udviklet sig her på Jorden, hvis vores situation havde lignet den i K2-290? Så ville Galilei have set, at solpletterne bevægede sig i den modsatte retning af Jordens bane om Solen. Gad vide, hvad han ville have fået ud af det!"

Artiklen kan hentes via dette link.

Institut for Fysik og Astronomi, Medarbejdere, Offentligheden / Pressen, Studerende