Planety powstają z dysku pyłów i gazów, który rozpościera się wokół równika macierzystej gwiazdy. W efekcie ich orbity zwykle pozostają w tej samej płaszczyźnie. W Układzie Słonecznym nachylenia wszystkich orbit względem słonecznego równika są mniejsze niż 3 stopnie. Wyjątkiem jest Pluton, który został uznany za „planetę karłowatą”. Jego orbita jest przechylona o ponad 17 stopni.

Ale zdarzają się dziwniejsze sytuacje. Astronomowie z Uniwersytetu w Genewie odkryli, że wokół gwiazdy HD3167 orbity planet przeczą zdrowemu rozsądkowi. Planeta najbliższa gwiazdy (zawsze oznaczana literą „b”) krąży tak, jak można by się spodziewać. Płaszczyzna jej orbity znajduje się w płaszczyźnie równika gwiazdy. Dwie dalsze planety (c oraz d) obiegają za to gwiazdę wokół jej biegunów. Oznacza to, że płaszczyzny orbit dwóch dalszych planet są prostopadłe do równika gwiazdy i płaszczyzny orbity pierwszej planety.

Dwie planety krążące wokół gwiazdy HD3167 udało się odkryć dzięki obserwacjom teleskopu Keplera już w 2016 roku. Trzecią odkryto rok później. O ile ustalenie masy i okresu obiegu wokół gwiazdy jest prostsze (choć nadal bardzo skomplikowane), wyznaczenie płaszczyzn orbit planet wymagało znacznie więcej obserwacji.

ESPRESSO i CHEOPS potwierdziły, że istnieje niezwykły układ planetarny

Badaczom udało się ustalić orbity dwóch zewnętrznych planet dzięki bardzo czułemu spektrografowi ESPRESSO, zainstalowanemu w jednym z teleskopów wchodzących w skład Bardzo Dużego Teleskopu na pustyni Atakama w Chile. To instrument, który precyzyjnie mierzy widmo światła. Gdy planeta przechodziła przez tarczę gwiazdy, na tej podstawie astronomowie mogli ustalić, który region gwiazdy zaćmiewa. Z kolei ustalenie orbity planety wewnętrznej nie było by możliwe bez pomiarów z satelity CHEOPS.

Orbity planet przypominają skamieniałości. Można z nich wiele dowiedzieć się o tym, co działo się w zamierzchłej przeszłości, a nawet o powstawaniu układu planetarnego wokół gwiazdy. W większości scenariusz jest dość przewidywalny. Co zatem odpowiada za takie niezwykłe orbity planet w układzie HD3167?

Co spowodowało tak dziwne orbity? Może gazowy olbrzym, a może inna gwiazda

Jedną z możliwości jest czwarta, nieodkryta jeszcze planeta. Olbrzymy gazowe mogą zaburzać orbity innych, mniej masywnych planet w układzie. Badacze przyznają jednak, że jest niewiele scenariuszy, w których jedna duża planeta mogłaby zaburzyć orbity dwóch planet, ale trzeciej już nie.

Innym wytłumaczeniem jest oddziaływanie innej gwiazdy, która mogła znaleźć się w pobliżu tego układu i zaburzyć pierwotne orbity planet. To jednak będzie niezwykle trudne do udowodnienia.

Planeta b w układzie HD3167 jest tzw. „superziemią”, czyli planetą skalistą o dużo większej masie niż nasza. Potencjalnie planety te mogą być nawet bardziej sprzyjające życiu, jednak w tym wypadku jest to wątpliwe. Planeta krąży tak blisko gwiazdy, że muszą na niej panować bardzo wysokie temperatury.

Dwie zewnętrzne planety również są za gorące, by mogła na nich utrzymać się woda w stanie płynnym. Prawdopodobnie są gazowe, nie skaliste. Nawet zewnętrzna planeta d obiega gwiazdę w zaledwie jednej dwunastej średniej odległości Ziemi od Słońca.

Źródła: University of Geneva, Astronomy and Astrophysics.