Svi planeti našeg Sunčevog sustava kruže oko Sunca unutar nekoliko stupnjeva od ravnine koja se proteže od ekvatora naše zvijezde - njezine ekvatorijalne ravnine. To ima smisla. Naš Sunčev sustav počeo je kao bezobličan, rotirajući oblak plina i prašine. Konačno, s pupajućom, rotirajućom zvijezdom koja se formirala u njenoj jezgri, očuvanje kutnog momenta uzrokovalo je da se ovaj vrteći oblak spljošti u disk. Taj rotirajući disk od materijala iznjedrio je sve planete našeg Sunčevog sustava. Dakle, zanemarujući finije zamršenosti, čini se da je teško zamisliti glavne planete kako kruže oko naše zvijezde domaćina na bilo koji drugi način.

Međutim, iznenađujuće, što više gledamo prema drugim zvijezdama, to više shvaćamo da naš Sunčev sustav nije norma. Na primjer, uzmite tri planeta koji kruže oko HD 3167, neugledne zvijezde udaljene nekih 150 svjetlosnih godina u zviježđu Riba. Prema novoj studiji objavljenoj u Astronomy & Astrophysics, neki od planeta ovog sustava kruže oko svoje zvijezde domaćina u orbitama gotovo okomitim na ekvatorijalnu ravninu zvijezde. Iako znanstvenici još uvijek pokušavaju shvatiti kako je nastala ova otkačena konfiguracija, sumnjaju da je za to kriv gravitacijski potez četvrtog, još neotkrivenog masivnog planeta.

Sva tri poznata planeta u ovom čudnom sustavu lako bi stala u orbitu Merkura. Najdublji planet je HD 3167b, super-Zemlja oko pet puta masivnija i 1,7 puta šira od Zemlje. Brzo se kreće u uskoj orbiti, HD 3167b kruži oko svoje zvijezde za manje od jednog dana. Najudaljenijem planetu, HD 3167c, potrebno je oko 30 dana da okruži oko svog domaćina. HD 3176c je mini-Neptun s masom od oko 10 Zemlja. Orbitirajući između ova dva svijeta, s periodom od oko 8,5 dana, je još jedan mini-Neptun: HD 3167d.

I unutarnji planet (b) i vanjski planet (c) prelaze preko svoje zvijezde, gledano iz naše perspektive, pružajući astronomima podatke koji su im potrebni za izračunavanje točnih veličina i masa. Štoviše, ti tranziti također omogućuju istraživačima da odrede orijentaciju orbite svakog planeta.

"Zvijezda nije točkasti izvor, ona je veliki objekt i rotira se sama od sebe", objašnjava Vincent Bourrier, znanstveni istraživač i profesor na Sveučilištu u Ženevi i glavni autor nove studije. Svjetlost koja dolazi sa strane zvijezde koja se kreće prema nama djeluje plavije, a svjetlost koja dolazi sa strane koja se udaljava od nas izgleda crvenija. Planet odaje svoje orbitalno gibanje kada prođe ispred površine zvijezde, zaklanjajući ili blokirajući dijelove zvijezde koji se kreću različitim brzinama.

Posljednjih godina, Bourrier i njegovi kolege u Ženevi poboljšali su svoju sposobnost otkrivanja planetarnih orbita koristeći ovaj princip. A dodatni trud isplatio se 2019., kada su otkrili da HD 3176c kruži oko pola svoje zvijezde domaćina, a ne u ekvatorijalnoj ravnini. Srednji planet (d) vjerojatno ima slično nagnutu, vrlo neusklađenu polarnu orbitu.

Sada je novi rad gurnuo ovu tehniku do svojih granica kako bi odredio orbitalno gibanje najnutarnjeg planeta (b), koji je do danas najmanji planet koji se proučava na ovaj način. Rezultat je bio iznenađujući: orbita HD 3167b je gotovo okomita na orbitu HD 3167c.

Ovo nije prvi put da astronomi mjere orijentaciju orbita nekoliko planeta oko iste zvijezde. Na primjer, orbite dvaju planeta u sustavu Kepler-56 oboje su nagnute za oko 45° u usporedbi s ekvatorijalnom ravninom njihove zvijezde. Isto tako, primari u sustavu s tri zvijezde K2-290A ima dva planeta čije su orbite nagnute za 124° u odnosu na njihovu zvijezdu - i ti se planeti zapravo kreću u suprotnom smjeru od rotacije njihove zvijezde.

Ipak, HD 3167 sustav je za sada jedinstven. "Nisam prije vidjela tako veliku međusobnu sklonost koja se zapravo mjeri u sustavu dva bliska planeta", kaže Rebekah Dawson, izvanredna profesorica na Sveučilištu Pennsylvania State koja nije bila uključena u novo istraživanje.

Što bi moglo uzrokovati da planeti u istom sustavu imaju tako duboko različite orbite? Tim sugerira da bi drugi, masivniji planet mogao vrebati na periferiji sustava. Ako je tako, njegova je gravitacija mogla uzrokovati neusklađene orbite unutarnjih planeta. S druge strane, najnutarnji planet toliko je snažno povezan sa zvijezdom da je zadržao svoje početno poravnanje.

Dawson se slaže da je predloženi scenarij izvediv. Međutim, kaže ona, u ovom trenutku dostupne informacije nisu dovoljne za donošenje čvrstih zaključaka. Pomoglo bi znati ekscentricitet HD 3167c, što je mjera koliko je orbita eliptična. "U većini slučajeva perturbacije planeta očekivala bih visoku ekscentričnost", kaže Dawson.

Bourrier i njegovi kolege već su zauzeti daljnjim ispitivanjem sustava. Dodatna opažanja svjetla zvijezde trebala bi dodatno odrediti orbite planeta, uključujući njihove ekscentričnosti, koji još nisu poznati. Nadalje, tim će tražiti izravne dokaze o navodnom četvrtom planetu. "Uz izravnu sliku možete, ako imate sreće, izravno detektirati svjetlost koja dolazi iz objekta", kaže Bourrier.

Bez obzira na ishod, što više planetarnih sustava proučavamo, to je jasnije da je naš Sunčev sustav imao vrlo drugačiju - i možda mnogo glađu - povijest od mnogih drugih. No, kontinuirani niz neočekivanih otkrića, kao što je sustav HD 3167, pomoći će astronomima da pregledaju sve moguće scenarije formiranja planeta, možda će baciti više svjetla na ono što naše Sunce i planete oko njega čini tako posebnima na tom putu.