Układ planetarny

Podobne układy planetarne: 55 Cancri A i Układ Słoneczny w tej samej skali

Układ planetarnyplanety i inne ciała niebieskie, krążące wokół centralnej gwiazdy lub układu gwiazd. System planetarny, w którym znajduje się Ziemia nosi nazwę Układu Słonecznego.

Odkrycia

Pierwszy pozasłoneczny układ planetarny został odkryty przez polskiego astronoma Aleksandra Wolszczana w 1992 roku wokół pulsara PSR 1257+12 (Lich): krążą w nim trzy planety. Do dziś znanych jest 14 układów, w których gwiazdą centralną jest pulsar[1].

Do 23 grudnia 2020 Encyklopedia pozasłonecznych układów planetarnych stwierdzała istnienie 3242 pozasłonecznych systemów planetarnych (w tym 719 systemów wielokrotnych, czyli z więcej niż jedną planetą pozasłoneczną)[1].

Metody badań

Specyfika najwydajniejszych metod wykrywania planet pozasłonecznych (tranzytów i badania zmian prędkości radialnej) ma wpływ na dokonywane odkrycia: w początkach badań (przełom XX i XXI wieku) najczęściej wykrywane były planety o dużej masie, wyraźnie zaburzające ruch gwiazdy macierzystej. Najwięcej znanych planet było obiektami o masie rzędu masy Jowisza, znajdującymi się na ciasnych orbitach (to tak zwane gorące jowisze). Dzięki misji Kepler, w drugiej dekadzie XXI w. obserwacja tranzytów planet stała się najwydajniejszą metodą wykrywania układów planetarnych, szczególnie wielokrotnych. Także ona ma jednak ograniczenia, pozwala wykrywać głównie planety krążące blisko gwiazd i tylko przy specyficznym ustawieniu płaszczyzn orbit względem obserwatora.

Charakterystyka układów

Ciasny układ Kepler-11 w porównaniu z wewnętrznym Układem Słonecznym

Charakterystyczną cechą Układu Słonecznego jest to, że gazowe olbrzymy to planety zewnętrzne: krążą one poza pasem planetoid i linią śniegu, gdzie najprawdopodobniej powstały. Planety typu ziemskiego krążą bliżej gwiazdy. Znane są układy planetarne, takie jak Kepler-90, które mają podobną konfigurację: w wewnętrznej części krążą niewielkie planety, a na dalekich orbitach planety-olbrzymy.

Wiele pozasłonecznych układów planetarnych różni się konfiguracją od Układu Słonecznego, co po części wynika ze specyfiki metod ich wykrywania. Dość pospolite wydają się ciasne układy, w których kilka planet krąży wokół gwiazdy w odległościach podobnych do odległości między Merkurym a Słońcem; należą do nich Kepler-11, Kepler-32 i TRAPPIST-1.

W niektórych przypadkach gwiazda macierzysta jest gwiazdą wielokrotną, wówczas, w zależności od mas i odległości gwiazd, planety mogą okrążać jeden składnik układu lub dwa (planety okołopodwójne). W szerokich układach podwójnych druga gwiazda nie wywiera znacznego wpływu na planety i może on mieć konfigurację podobną do Układu Słonecznego, jak np. układ 55 Cancri A (Copernicus) z gazowym olbrzymem 55 Cnc d (Lipperhey) na dalekiej orbicie. Możliwe jest także, że oba składniki gwiazdy podwójnej mają swoje układy planetarne, np. para gwiazd HD 20781 i HD 20782.

W niektórych układach występuje rezonans orbitalny pomiędzy planetami, podobnie jak np. w układach księżyców Jowisza i Saturna. Przykładowo okresy obiegu planet Gliese 876 c, b i e są w stosunku 1:2:4, a w układzie Kepler-223 okresy obiegu czterech planet są w stosunkach 3:4:6:8.

Układem o nietypowej konfiguracji, na razie wymykającej się modelom powstawania planet jest układ HR 8799, gdzie cztery bardzo masywne planety (7–10 MJ), które odkryto na zdjęciach w podczerwieni, krążą po orbitach bardzo dalekich od gwiazdy[2].

Wprawdzie w większości układów planety krążą w przybliżeniu w jednej płaszczyźnie, tak jak w naszym[3], ale znane są wyjątki. Przykładowo w układzie Ypsilon Andromedae (Titawin) orbita planety υ And c (Samh) jest nachylona pod kątem 30° do orbity planety d (Majriti).

Jedna lub więcej planet może krążyć w ekosferze, gdzie nasłonecznienie pozwala na istnienie ciekłej wody na powierzchni (inne warunki mogą to zmienić). Do przykładów należą planety Kepler-62e i f, a także TRAPPIST-1d, e, f i g.

Układy o największej liczbie znanych planet

8 planet[4]:

  1. SłońceUkład Słoneczny
  2. Kepler-90

7 planet[4]:

  1. TRAPPIST-1

6 planet[4]:

  1. HD 10180
  2. HD 34445
  3. HR 8832 (HD 219134)
  4. Kepler-11
  5. Kepler-20
  6. Kepler-80

5 planet[4]:

  1. Copernicus (55 Cancri)
  2. Gliese 667C
  3. HD 40307
  4. HD 158259
  5. HIP 41378
  6. K2-138
  7. Kepler-32
  8. Kepler-33
  9. Kepler-55
  10. Kepler-62
  11. Kepler-82
  12. Kepler-84
  13. Kepler-102
  14. Kepler-122
  15. Kepler-150
  16. Kepler-154
  17. Kepler-169
  18. Kepler-186
  19. Kepler-238
  20. Kepler-292
  21. Kepler-296
  22. Kepler-444

4 planety – 59 znanych układów[4], w tym:

Zobacz też

Przypisy

  1. a b Jean Schneider: Catalog. W: The Extrasolar Planet Encyclopaedia [on-line]. 2018-10-11. [dostęp 2018-10-11].
  2. Quartet of giant planets puzzles astronomers (ang.). 2010-12-08. [dostęp 2010-12-08].
  3. Kepler mission: NASA's Kepler Mission Announces a Planet Bonanza, 715 New Worlds (ang.). NASA, 2014-02-26. [dostęp 2014-03-01].
  4. a b c d e NASA Exoplanet Archive. 2020-12-17. [dostęp 2020-12-24].

Media użyte na tej stronie

Our Solar System's Cousin?.jpeg
This artist's concept illustrates two planetary systems -- 55 Cancri (top) and our own. Blue lines show the orbits of planets, including the dwarf planet Pluto in our solar system. The 55 Cancri system is currently the closest known analogue to our solar system, yet there are some fundamental differences.

The similarities begin with the stars themselves, which are about the same mass and age. Both stars also host big families of planets. Our solar system has eight planets, while 55 Cancri has five, making it the record-holder for having the most known exoplanets. In fact, 55 Cancri could have additional planets, possibly even rocky ones that are too small to be seen with current technologies. All of the planets in the two systems have nearly circular orbits.

In addition, both planetary systems have giant planets in their outer regions. The giant located far away from 55 Cancri is four times the mass of our Jupiter, and completes one orbit every 14 years at a distance of five times that between Earth and the sun (about 868 million kilometers or 539 million miles). Our Jupiter completes one orbit around the sun every 11.9 years, also at about five times the Earth-sun distance (778 million kilometers or 483 million miles). Fifty-five Cancri is still the only known star besides ours with a planet in a distant Jupiter-like orbit. Both systems also contain inner planets that are less massive than their outer planets.
Kepler-11 System.jpg
Kepler-11 System