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Out of Whack Planetary System Offers Clues to a Disturbed Past [科学系よもやま話]

アンドロメダ座υ星は、互いに30度も公転軌道が傾いた巨大な惑星を持つことが、アメリカ テキサス大学オースティン校のマクドナルド天文台の研究チームによって報告されました。
Out of Whack Planetary System Offers Clues to a Disturbed Past(リンク)』
このような、お互いが30度も傾いて公転する惑星の配置が明らかになったのは、初めてのことです。従来の回転する円盤から成長する惑星系の形成理論に対し、大きな影響を与えそうな発見です。

アンドロメダ座υ星は、地球から44光年の距離にあり、その周囲を廻る少なくとも3惑星を持つ事が10年程前から知られてきた星だそうです。今回、過去14年に亘り地上の望遠鏡で蓄積した恒星の視線速度のデータに加え、ハッブル宇宙望遠鏡により位置天文学(アストロメトリ)法を利用した観測データから得られたデータ組み合わせる事で、惑星の軌道平面が30度もずれている事が突き止められたんだとか。

下の画像は、アンドロメダ座υ星系と太陽系を比較したイラストで、惑星cとdの軌道は、互いに30度傾いています。
hs-2010-17-b-web_print.jpg
Illustration Credit:NASA, ESA, and A. Feild (STScI)
Science Credit:NASA, ESA, and B. McArthur (The University of Texas at Austin McDonald Observatory)

視線速度は、ドップラー効果による星の光の偏移を求め、地球から見た、恒星の前後(遠近)の動きを求めます。系外惑星の検出に良く使われる手法ですが、これだけだと恒星の周囲に天体が回っている事は分かっても、上下左右方向の変化までは分かりません。
そこで、絶対位置の僅かな変化をハッブル宇宙望遠鏡を使ってアストロメトリ法で求めたんです。
この二つのデータを組み合わせると、恒星の前後上下左右全ての動きが求められ、周囲を廻る惑星の軌道が立体的に求めたわけです。実際には惑星を観察するのではなく、惑星により僅かに動いている恒星の動きを検出しているんですよ。

以前、このブログでも『Turning Planetary Theory Upside Down』で、恒星の自転方向と逆行して公転する惑星が見つかった、というお話をしましたが、太陽系とは異なる惑星系に関する様々な発見により、今後の恒星系の形成理論がどうなるのか、非常に楽しみです。

因みに、今回の惑星軌道平面が30度もずれている理由については、幾つかの仮説が提示されていました。
木星の10倍以上の大きな惑星が系外から飛来してトラップされたとは考え難いことから、元々同一平面にあった惑星が、何らかの理由(他惑星との相互作用やυ星の伴星の影響)で外に押し出され、軌道が変化したというのが有力そう。

今のところは、恒星が出来る際の円盤状に集まったチリの中から惑星が誕生するという理論そのものを否定する観測結果は出ておらず、恒星系の形成過程の後期になり、同一軌道平面を取らない進化をする可能性を示唆するに留まっているようです。

しかし、今後の観測結果如何では、恒星系の誕生のメカニズム自体を見直す日も来るかもしれませんね。

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コメント 5

yablinsky

この記事読んでいませんが、円盤状にあった星が衝突で軌道が変わるということはありそうなことだと予想します。宇宙を探せばまだまだありそうです。
by yablinsky (2010-06-04 23:12) 

optimist

yablinsky さん、こんばんは。
太陽系が太陽を中心として同心円状に綺麗な軌道を描く惑星ばかりなので、どうしてもこれが標準と思えてしまいますが、ひょっとしたらコッチの方が稀有な例なのかもしれませんね。

by optimist (2010-06-05 22:10) 

ミノ〜+

興味深いですね。
そもそも銀河の円盤や太陽系の惑星軌道は平面構造をしてるのが不思議。最初はばらばらで三次元構造のはずなのに。
二次元の同心円の方が安定なんだろうなぁ。
この星も時が経てば同一平面を公転するのだろうか、と思いました。
by ミノ〜+ (2010-06-05 23:47) 

optimist

ミノ〜+ さん、こんばんは。
もともとばらばらであったものが、二次元の同心円へ向うというのも面白い考えですが、現在の天文学では、主星がスピンしているために、回転軸と直行する円盤状に広がって生成された惑星が、何らかの理由で軌道を変えて、こんなずれた軌道をとると考えられているようです。
いずれにしても、見てきたような嘘(というか推論?)ですけどね。
by optimist (2010-06-08 21:41) 

北海道大好き人間

主星の重力の影響とかは考えられないでしょうか?
でも、それだけ傾いていれば、地球以上に四季がはっきり分かれそうですね。
by 北海道大好き人間 (2010-06-15 19:58) 

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