W naszym Układzie Słonecznym wszystkie orbity planet mają podobną orientację. Ich płaszczyzny orbit różnią się o kilka stopni, ale z grubsza wszystkie planety krążą w tym samym kierunku. Ta niezmienna płaszczyzna, jak wiadomo, ma również orientację w granicach kilku stopni względem płaszczyzny obrotu Słońca. Większość układów planetarnych ma podobny układ, w którym orbity planet i rotacja gwiazd są z grubsza wyrównane. Ale kilka egzoplanet przeciwstawia się temu trendowi – i nie jesteśmy do końca pewni, dlaczego.

Wspólna orientacja w układzie planetarnym ma sens, biorąc pod uwagę sposób formowania się układów planetarnych. Obłok protogwiazdowy, z którego powstaje gwiazda i jej planety, zwykle ma pewien wrodzony pęd obrotowy. Gdy gwiazda zaczyna się łączyć, wokół gwiazdy tworzy się dysk protoplanetarny. Ponieważ planety tworzą się w tym dysku, wszystkie kończą na podobnych orbitach. Sprawy mogą być bardziej skomplikowane w przypadku układów podwójnych lub układów wielokrotnych, ale można by oczekiwać, że układy planetarne z pojedynczą gwiazdą mają niezmienną płaszczyznę podobną do naszej.

Jednak nie dotyczy to układu planetarnego znanego jako WASP-131, jak pokazują ostatnie badania.

Nie na miejscu?

Wiadomo, że WASP-131 ma co najmniej jedną planetę, 131b. Jest to planeta z gorącym gazem o masie nieco mniejszej niż Saturn, która okrąża 131 co pięć dni. Wcześniejsze badania 131b wykazały, że planeta jest niezwykła ze względu na grubość jej atmosfery. Chociaż jego masa jest tylko jedną czwartą masy Jowisza, jego średnica jest o 20 procent większa niż Jowisza. 131b ma tak niską gęstość jak na planetę gazową, że jest znana jako planeta superpuff.

Planeta została odkryta metodą tranzytową, co oznacza, że ​​z naszego punktu widzenia przechodzi na tle swojej gwiazdy. Jest to skuteczny sposób na znajdowanie egzoplanet, ale może być również używany do weryfikacji ruchu obrotowego gwiazdy. Ze względu na rotację gwiazd światło pochodzące z obszaru gwiazdy obracającej się w naszą stronę jest nieco przesunięte ku fioletowi, a światło z obszaru obracającego się od nas jest nieco przesunięte ku czerwieni. Oznacza to, że linie widmowe z gwiazdy są nieco rozmyte. Efekt ten jest znany jako poszerzenie Dopplera.

Gdy planeta przechodzi przed gwiazdą, blokuje na przemian część obszarów przesuniętych ku czerwieni i ku czerwieni. Powoduje to nieznaczne przesunięcie linii widmowych gwiazdy. Ten znany efekt Rossitera-McLaughlina pozwala astronomom mierzyć orientację rotacji gwiazd.

Kiedy zespół przeanalizował rotację WASP-131, odkrył, że nie jest ona podobna do rotacji jej planety. Orbita 131b jest odchylona o około 160 stopni od płaszczyzny obrotu gwiazdy, co oznacza, że ​​znajduje się na wysokiej, prawie biegunowej orbicie wstecznej. Oczywiście rodzi to pytanie, w jaki sposób planeta mogła dostać się na tak dziwną orbitę.

Jednym z pomysłów jest proces znany jako efekt Kozai. Dynamiczne interakcje między planetą, jej gwiazdą i innymi planetami w układzie mogą spowodować odsunięcie orbity od niezmiennej planety. Widzimy to w naszym własnym Układzie Słonecznym z Plutonem i Neptunem, który z czasem przechylił orbitę Plutona. Efekt Kozai jest jednak bardziej widoczny w przypadku mniejszych planet, a sama interakcja między planetą a gwiazdą nie wystarczy do wyjaśnienia tak nachylonej orbity. Inną możliwością jest interakcja magnetyczna między planetą a dyskiem protoplanetarnym na wczesnym etapie jego formowania.

Chociaż mechanizm stojący za dziwną orbitą nie jest jasny, jest zgodny ze wzorem obserwowanym w przypadku wielu egzoplanet z gorącym gazem. Około jedna czwarta z nich ma znacznie nachylone orbity. Wydaje się, że te planety czasami wymykają się z linii.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany na Wszechświat dzisiaj autorstwa Briana Koberleina. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.