Twee planeten draaien haaks op elkaar om HD 3167 heen

De super-Aarde HD 3167b draait nagenoeg in het equatoriale vlak om de ster HD 3167 heen terwijl de mini-Neptunus HD 3167c nagenoeg over de polen van de ster draait. De banen van de twee planeten staan bijna haaks op elkaar (102,3° om precies te zijn). Dit schrijven astronomen van het Observatoire Astronomique de L’Universite de Geneve.

Stersysteem met drie planeten
Een artist impressie van een systeem met drie planeten. Credit: Sci-News.com.

HD 3167 is een heldere ster van spectraalklasse A die ongeveer 149 lichtjaar van de Aarde is verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Pisces – Vissen. De ster is ook bekend als EPIC 220383386 en 2MASS J00345752+0422531. De ster heeft een straal van 0,86 * de straal van de Zon en de ster is ongeveer 8 miljard jaar oud.

Om HD 3167 draaien minimaal 3 exoplaneten: HD 3167b, c en d. HD 3167b is de binnenste planeet. Het is een super-Aarde met een extreem korte periode van 0,96 dagen. De buitenste planeet, HD 3167c is een mini-Neptunus die in 29,84 dagen om de ster heen draait.

De planeten HD 3167b en HD 3167c bewegen voorlangs de ster maar dat geldt niet voor HD 3167d, die met een periode van 8,51 dagen om de ster heen draait.

Theorieën over de herkomst van planeetsystemen voorspellen dat planeten ontstaan in het equatoriale vlak van hun ster en dan daar verder evolueren. Maar er kunnen gebeurtenissen plaatsen die dit proces verstoren, aldus de onderzoekers van het Observatoire Astronomique de L’Universite de Geneve.

In ons eigen zonnestelsel is dat niet het geval, hier liggen alle planeten dicht in de buurt van het equatoriale vlak van de Zon. In ons geval zijn de planeten, zogezegd, in lijn met hun ster.

In 2019 toonde een onderzoek aan dat twee van de drie planeten rond HD 3167 niet in lijn draaien om de ster. HD 3167c en HD 3167d draaien over de polen van de ster onder een hoek van bijna 90° ten opzichte van het equatoriale vlak van de ster.

In het nieuwe onderzoek onderzochten de astronomen het HD 3167 systeem met behulp van de ESPRESSO spectrograaf aan de Very Large Telescope van de ESO en de HARPS-N spectrograaf aan de 3,58 meter Telescopio Nazionale Galileo.

Met behulp van zogenoemde Rossiter-McLaughlin effect Revolutions (RMR) techniek waren ze in staat om de draaiingshoeken van HD 3167b en HD 3167c te meten. Hun conclusie was dat de banen van de twee planeten een hoek maken van ruim 90°.

Dit kan worden verklaard doordat HD 3167b sterk aan zijn ster is gekoppeld en zijn oorspronkelijke uitlijning behoudt terwijl 3167c in een bijna polaire baan zou zijn gebracht via seculiere zwaartekrachtinteracties met een buitenste metgezel.

Vervolgwaarnemingen van het system en simulaties van zijn dynamische evolutie zijn nodig om naar deze begeleider te zoeken en de waarschijnlijkheid van dit scenario te onderzoeken.

HD 3167b is de kleinste exoplaneet met een bevestigd spectroscopisch Rossiter-McLaughlin signaal. De RMR-techniek opent een manier om de baankarakteristieken van de super-Aarde en planeten met de grootte van de Aarde te bepalen.

De resultaten van het onderzoek werden in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics gepubliceerd.

Artikel: V. Bourrier et al. 2021. The Rossiter-McLaughlin effect revolutions: an ultra-short period planet and a warm mini-Neptune on perpendicular orbits. A&A 654, A152

Eerste publicatie: 2 november 2021
Bron: Sci-News