Astronomer teoretiserar att när vår sol fortfarande var ung, var den omgiven av en skiva av damm och gas från vilken planeterna så småningom bildades. Det teoretiseras vidare att majoriteten av stjärnorna i vårt universum initialt omges på detta sätt av en "protoplanetärisk skiva", och att i ungefär 30% av fallen kommer dessa diskar att bli en planet eller planetsystem.
Vanligtvis tros dessa skivor kretsa runt ekvatorialbandet (alias ekliptiken) hos en stjärna eller ett stjärnstjärnsystem. Emellertid har ny forskning som utförts av en internationell grupp av forskare upptäckt det första exemplet på ett binärstjärnsystem där orienteringen vändes och skivan nu kretsar runt stjärnorna runt deras poler (vinkelrätt mot ekliptiken).
För deras studie, som nyligen publicerades i den vetenskapliga tidskriften Natur, teamet förlitade sig på Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array (ALMA) för att erhålla högupplösta bilder av HD 98800, ett fyrdubblat stjärnsystem cirka 146,4 ljusår från jorden. Inom detta system såg de ett inre binärt par (HD 98800BaBb) av två solliknande stjärnor omgiven av en Asteroid Belt-storlek.
Denna upptäckt bekräftar något som tidigare bara var en teori för astronomer, som var att vissa skräpskivor kan ha en polär konfiguration. Som Dr. Grant M. Kennedy, en Royal Society University Research Fellow från University of Warwick och huvudförfattaren på studien, sa i ett Warwick pressmeddelande:
”Skivor rika på gas och damm ses runt nästan alla unga stjärnor, och vi vet att minst en tredjedel av de som kretsar om enstjärniga stjärnor bildar planeter. Vissa av dessa planeter hamnar felaktigt med stjärnspinnet, så vi har undrat om en liknande sak kan vara möjlig för planeter. En utmaning av dynamiken innebär att en så kallad polär feljustering borde vara möjlig, men fram till nu hade vi inga bevis på felinställda skivor där dessa planeter kan bildas. ”
Även om de är svåra att observera med användning av konventionell optik, är skräpskivor relativt enkla att studera i radio och långt infraröda (dvs millimeter och submilliter) våglängder, beroende på all strålning de absorberar från sina moderstjärnor. Dr. Kennedy och hans forskare förlitade sig på ALMAs kända förmåga att studera föremål i dessa våglängder för att bestämma orienteringen av HD 98800BaBbs protoplanetära kretsdisk.
Den binära banan var redan känd tack vare tidigare forskning som bestämde hur stjärnorna går i förhållande till varandra. Genom att kombinera detta med de uppgifter som erhållits av ALMA kunde Dr. Kennedy och hans team konstatera att orienteringen av skräpskivan överensstämde med en perfekt polär bana. Detta innebar att medan de två stjärnorna kretsar runt varandra på ett plan, skivan går i ett plan vinkelrätt mot dem.
Den mest spännande aspekten av detta fynd, enligt Dr. Kennedy, är att det visar att planeter kan bildas under radikalt andra förhållanden än de vi känner till. Som han uttryckte det:
”Det kanske mest spännande med denna upptäckt är att skivan visar några av samma signaturer som vi tillskriver dammtillväxt på skivor runt enstjärniga stjärnor. Vi anser att detta innebär att planetbildning åtminstone kan komma igång på dessa polära kretsar. Om resten av planethållningsprocessen kan hända, kan det finnas en hel population av feljusterade planeter som vi ännu inte har upptäckt, och saker som konstiga säsongsvariationer att tänka på. ”
"Weird" är verkligen en exakt beskrivning! Föreställ dig, om du vill, planeter där en ljus ring visas på natten, når från botten av horisonten och sträcker sig hela vägen. Den dagliga cykeln skulle också vara mycket annorlunda, eftersom de två stjärnorna rör sig över himlen både vertikalt och horisontellt under ett år. Och vid vissa tider på året skulle bara en stjärna vara uppenbar när de kretsade runt varandra.
Den polära konfigurationen skulle också betyda några ovanliga säsongsvariationer, där olika breddegrader skulle få mer eller mindre belysning under hela planetens omloppsperiod. Kombinerat med planetens egen rotation skulle temperaturer och dagsljusförhållanden variera avsevärt runt ekvatorn. Beroende på omloppsperioden kan de polära regionerna uppleva somrar och vintrar i flera år åt gången.
Denna senaste upptäckt indikerar att förutom att ha exotiska kompositioner och miljöer kan extrasolplaneter också uppleva exotiska banor. Daniel Price, docent och ARC Future Fellow vid Monash Center for Astrophysics (MoCA) och en medförfattare på tidningen, förklarade:
”Vi trodde att andra solsystem skulle bildas precis som våra, med planeterna som alla kretsar i samma riktning kring en enda sol. Men med de nya bilderna ser vi en virvlande skiva med gas och damm som kretsar runt två stjärnor. Det var ganska förvånande att också upptäcka att skivan kretsar i vinklar mot de två stjärnorna. Otroligt sett såg man ytterligare två stjärnor som kretsade kring skivan. Så om planeter föddes här skulle det fyra solar på himlen! ”
Förutom att vara en vetenskaplig först som validerar förutsägelser gjorda av astronomer, kan denna senaste upptäckt också lära oss en hel del om hur planeter kan bildas i andra solsystem. Eftersom orbital och dagliga cykler är en viktig faktor när det gäller livet på jorden, kanske dessa system och andra som det också kan lära oss en sak eller två om hur livet kan dyka upp på andra planeter.
