Att planeter lutar i sin bana är vanligare än vi trott

 

Astronomer har länge antagit att planeter med lutade, vinklade banor – banor som inte ligger i linje med sin sols rotationsaxel beror på något kosmiskt fenomen som exempelvis att närliggande stjärnor planeter påverkar banan (troligen genom gravitation eller än troligare tidvatteneffekt föreslår jag något som verkar mer vanligt i  äldre solsystem än man ansett tidigare).

En ny Yale-ledd studie publicerad i The Astronomical Journal tyder på att det är vanligt. I studien har en internationell forskargrupp ledd av Yale-astronomen Malena Rice genomfört en omfattande analys av solsystem med flera planeter där planeternas banor har förblivit relativt ostörda sedan de bildades.

Den här typen av konfiguration, där en planets omloppsbana är exakt ordnad med en annan i ett exakt heltalsförhållande av omloppsperioder, är sannolikt vanlig att hitta i ett solsystem tidigt under dess utveckling, beskriver Rice, biträdande professor i astronomi vid Yales fakultet för konst och vetenskap och huvudförfattare till studien.

Det är en fantastisk konfiguration – men det är bara en liten andel av systemen som behåller den, skriver hon.

Och även i dessa solsystem, fann Rice och hennes medförfattare att planeter kan ha en banlutning på upp till 20 grader.

Forskarna började sitt arbete med att mäta den lutande banan för TOI-2202 b, en "het Jupiter"-planet cirka 770 ljusår från oss i solsystemet TOI-2202 . En het Jupiter är en planet som är mycket större än jorden oftast med en betydligt kortare omloppstid runt sin sol än jordens 365 dygn.

Forskarna jämförde TOI-2202 b:s omloppsbana med omloppsdata från  inventeringen av liknande planeter som hittats i NASA:s Exoplanet Archive. Satt i detta större sammanhang var en typisk lutning på så mycket som upp till 20 grader för planeter vanligt. TOI-2202 b:s slutning är 20 grader.

Rice beskriver att upptäckten ger värdefull information om solsystems tidiga utveckling och säger något viktigt även om jordens och vårt solsystem att en liten lutning av en planet är en vanligdel i kursen runt solen.

Det är betryggande, skriver Rice och tillägger att det säger oss att vi inte lever i ett konstigt solsystem. Det här är verkligen som att titta på oss själva i en lustig spegel och se hur vi passar in i den större bilden av universum.

Den nya studien hjälper Rice i hennes strävan att förstå "heta" Jupiter-solsystem, system som innehåller gasjättar som liknar Jupiter, men med mycket korta omloppstider runt sin sol.

Jag försöker ta reda på varför system med heta Jupitrar fick så extremt lutande banor, beskriver  Rice. För att ta reda på det måste jag först ta reda på vilka typer av solsystem som inte är så dramatiskt lutade.

Den nya studien är den åttonde från kartläggningen Stellar Obliquities in Long-period Exoplanet Systems (SOLES), som grundades av Rice och leddes tillsammans med Songhu Wang, tidigare postdoktor vid Yale och numera verksam vid Indiana University och medförfattare till den nya studien. Ytterligare medförfattare inkluderar forskare från Belgien, Spanien, Chile, Australien och USA.

Bild vikipedia Jorden vid säsongsbetonade punkter i sin omloppsbana (ej skalenligt)

En annorlunda lutning vid ett svart hål

 

Det svarta hålet det handlar om här och dess följeslagare utgör ett system som kallas MAXI J1820 +070 och finns i vår galax cirka 10000 ljusår från jorden. Det svarta hålet i MAXI J1820+070 har en massa av ungefär åtta gånger solens. Ett svart hål bildat då en stjärna kollapsat av som man kan säga åldersskäl. Svarta hål av detta slag ska inte förväxlas med supermassiva svarta hål som innehåller miljoner eller miljarder gånger solens massa och som finns i centrum av galaxerna. En fyllig info om systemet från Chandraobservatoriet finns här. 

 

Följeslagaren som kretsar kring det svarta hålet har ungefär hälften av solens massa (en sol). Det svarta hålets starka gravitation drar material bort från följeslagaren (solen) till det röntgenstrålande område som omger det svarta hålet.

 Forskare vid Åbo universitet i Finland fann att rotationsaxeln för ett svart hål i ett binärt system av detta slag har en lutning  av mer än 40 grader i förhållande till stjärnbanans axel runt hålet (den sol som har sin bana runt hålet). Fyndet utmanar nuvarande teoretiska modeller av svart hålbildning av detta slag. Observationen gjord av forskare vid Tuorla-observatoriet i Finland är den första tillförlitliga mätning som visar en stor skillnad mellan rotationsaxeln för ett svart hål och axeln i en binär systembana. Skillnaden mellan axlarna som mätts upp av forskarna av det binära stjärnsystemet MAXI J1820+070 var som nämnts ovan mer än 40 grader.

 Konstnärsintryck av MAXI J1820+070 som innehåller ett svart hål (liten svart prick i mitten av den gasformiga skivan) och en följeslagare. En smal jetstråle riktas längs den svarta hålspinnaxeln, som är starkt feljusterad från omloppsbanans rotationsaxel. För mer info om fenomenet från Finland kan den intresserade läsa om här.  Både denna länk och ovan innehåller även korta filmer som kan förklara fenomenet bildmässigt (min anm.).Bild vikimedia 

För tre miljarder år sedan ändrades månens axellutning. Ett försök till förklaring varför.

Månens axel ändrade sig för 3 miljarder år sedan. Polerna förändrades. Varför är okänt. Kan en händelse då ha inträffat vilken gav denna effekt?

Kanske. Men jag tror istället att detta är en effekt av Två planeters krock en gång i det förflutna. Två planeter vilka gav oss Jorden och Månen. Jorden och Månen ses som effekten av två planetkollisioner. Månen vilken blev den mindre av dessa himlakroppar kom då troligen i ojämn takt  i sina nya banor.  Det tog sedan eoner innan jämvikt uppnåddes och det är detta vi ser som effekten av en händelse vilken avslutades för ca 3 miljarder år sedan.

Vår Jord har även den skiftat sina poler och kanske denna effekt även har samband med krocken mellan två planeter för länge sedan. Två planeters krock vilket till slut gav upphov till Jorden och vår Måne och dess banor av idag.

Banor  vilka  även idag ger effekter som inte är avslutade. Månens banas avstånd till Jorden blir något längre i avstånd från Jorden år för år. Troligen är detta även en effekt från krocken för länge sedan.