Miért kering néhány forró Jupiter "rossz" irányban?

Kutatóknak új magyarázatuk van arra a rejtélyre, néhány Jupiter méretű vagy még nagyobb idegen bolygó miért kering a gazdacsillag forgásával ellentétes irányban.

Az eddig felfedezett, több mint ötszáz idegen bolygó esetén többről kiderült, hogy furcsa. A kutatók rendkívül nyújtott, vagy igen dőlt orbitális pályákon találtak planétákat, sőt olyanokat is megfigyeltek, melyek a gazdacsillaghoz nagyon közel kerülő pályán haladnak.

A furcsa bolygók elitjét az úgynevezett forró Jupiterek alkotják – azon gázóriások, melyek rendkívül közel keringenek gazdacsillagukhoz -, melyek a jelek szerint a csillag forgásával ellentétes irányban keringenek. Az összes, eddig felfedezett forró Jupiter mintegy negyede úgy tűnik, hogy retrográd pályán keringő világ.

Az új vizsgálatban a kutatók kiderítették, hogy az ilyen hátrafelé haladó bolygók akkor alakulhatnak ki, amikor a gazdacsillagtól távolabb elhelyezkedő, még nagyobb planéta beavatkozik. A bolygótestvér gravitációs vonzása megzavarhatja az első bolygó orbitális pályáját egészen addig a pontig, míg a röppálya teljesen átfordul, melynek eredményeképpen a világ hátrafelé kezd keringeni.

Az átfordult forró Jupiter váratlan eredmény azon ismeretek alapján, amit a kutatók a bolygók kialakulásáról tudnak. Az alapelmélet szerint az anyagfelhő összeomlik és csillaggá tömörül, melyet a visszamaradt gáz hatalmas, lapos korongja övez. A bolygók ezen korongból alakulnak ki. Frederic  A. Rasio, amerikai kutató szerint, mivel minden ugyanazon kezdeti gázfelhőből származik, így a természetes az lenne, hogy amerre a csillag forog, arra forog minden más is körülötte.

(Fotó: ESA - C.Carreau)

Rasio a vezető kutató abban a Smadar Naoz vezette csapatban, mely megoldotta ezen furcsa rendszerek rejtélyét. Az eredmények a Nature-ben jelentek meg.

Azt gyanítják, hogy a megfordult forró Jupiterek normál orbitális pályán indultak el, melyek aztán lassan furcsa alakzatokba torzultak. Ez azt jelenti, hogy az óriásbolygók a gazdacsillagoktól távolabb alakulnak ki – mint a mi Naprendszerünkben lévő Jupiter -, aztán valahogyan közelebb kerülnek. Rasio szerint nem sok minden van, mely egy hatalmas bolygó röppályáját ilyen drasztikusan meg tudja változtatni. „A jelöltek nagyon egyértelműek, az általunk vizsgált opció pedig az volt, van-e  még egy nagy bolygó távolabb a rendszerben.”

A csapat számítógépes modelleket alkalmazott, hogy kiszámítsa, mi történik az orbitális pályákkal egy olyan planetáris rendszerben, ahol két hatalmas gázóriás található a külső részen. Kiderült, hogy a két bolygó gravitációsan kölcsönhatásba lép egymással. Néha a két gázóriás közül a belső orbitális pályája elnyújtottá, szinte tű alakúvá válik válik. Aztán, amikor a bolygó elér egy pontot, ahol pályája nagyon közel viszi csillagához és forró Jupiterré válik, a két objektum az árapály jelenséggel hat egymásra.

Az árapály-erők apró gravitációs hatások, mint ami a Hold és a Föld között megfigyelhető, és az óceánok árapály jelenségét kiváltja. Ez a folyamat olyan, mint a súrlódás, elszívja az energiát és a bolygó pályáját zsugorodásra készteti. Néha, míg ez a folyamat zajlik, a bolygó röppályájának iránya eltolódhat, így nem ugyanazon síkban lesz, mint a többi bolygó. Alkalmanként pedig a pálya annyira megváltozhat, hogy egyszerűen átfordul.