Kosmos jest pełen niespodzianek. W najnowszym numerze prestiżowego czasopisma naukowego „Science” astronomowie donoszą o odkryciu kolejnej. Stanowi ją egzoplaneta o masie 13 razy większej od masy Ziemi. Okrąża ona gwiazdę dziewięć razy mniej masywną niż nasze Słońce.
Ani taka planeta, ani taka gwiazda nie są niczym nadzwyczajnym. Jednak tylko w wypadku, gdy nic ich ze sobą nie łączy. Jeśli tworzą jeden system planetarny, wywracają do góry nogami obecne teorie formowania się planet. Odkryty glob jest bowiem o wiele za duży w stosunku do słońca, które obiega.
− To odkrycie pokazuje, jak mało wiemy o Wszechświecie – mówi Suvrath Mahadevan, profesor astronomii i astrofizyki z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii, współautor artykułu. − Nie spodziewalibyśmy się istnienia tak ciężkiej planety wokół gwiazdy o tak małej masie – dodaje.
Zbyt masywna planeta
Generalnie teorie formowania się planet są dwie. Po powstaniu gwiazdy wokół niej pozostaje sporo materii: okruchów, pyłów i gazów. Wirują one wokół młodego słońca, z czasem spłaszczając się w dysk protoplanetarny. Jeśli pewne części tego dysku są bardzo gęste, w pewnym momencie mogą zapaść się grawitacyjnie, dając początek planecie. Możliwe jest też, że materia w dysku stopniowo zacznie się zbrylać, a skały sklejać ze sobą, tworząc zalążki globu, przekształcające się z czasem w pełnowymiarowe planety.
Problem polega jednak na tym, że żadna z tych teorii nie tłumaczy, jak wokół gwiazdy LHS 3154 – małego, chłodnego karła – powstała „otyła” planeta LHS 3154b. Z prostego powodu: ta gwiazda jest tak mała, że musiała mieć również mały dysk. Nie było w nim wystarczająco dużo materiału, by w jakikolwiek sposób mogłaby powstać z niego planeta LHS 3154b. Przynajmniej według obowiązujących teorii i zgodnie z przeprowadzonymi z ich wykorzystaniem symulacjami.
Woda w kosmosie
Gwiazda LHS 3154 jest odległa od Ziemi o 51 lat świetlnych. Planeta LHS 3154b okrąża ją w zaledwie 3,7 ziemskiego dnia. Znajduje się więc bardzo blisko swojego słońca. To umożliwiło jej wykrycie. Naukowcy ustalili, że istnieje, a następnie oszacowali jej masę, badając „kołysanie się” gwiazdy. Gdy gwiazdę okrąża masywny obiekt, jego oddziaływanie grawitacyjne sprawia, że gwiazda nie pozostaje nieruchoma. Jej pozycja nieznacznie się zmienia, co można wykryć.
Naukowcy natrafili na zagadkę małego słońca i wielkiej planety dzięki instrumentowi Habitable Zone Planet Finder (HFP), działającemu w Obserwatorium McDonalda w Teksasie. Instrument ten został zbudowany po to, by szukać planet, na których powierzchni mogłaby znajdować się woda. W przypadku systemów takich jak Układ Słoneczny, takie planety jest dość trudno znaleźć. HFP pozwala badać bliskie sąsiedztwo małych i chłodnych gwiazd. W takich systemach bowiem planeta z ciekłą wodą musiałaby znajdować się o wiele bliżej gwiazdy niż Ziemia Słońca.
Kosmiczna zagadka
Na razie, zamiast poszukiwanej planety z wodą, badacze dostali orzech do zgryzienia. − Przy tak wąskiej orbicie [jaką ma LHS 3154b – przyp. red.] nigdy nie widzieliśmy czegoś takiego – mówi Mahadevan cytowany przez „New Scientist”. − Nie wierzyliśmy, że tak maleńka gwiazda może mieć tak dużą planetę.
Symulacje wykazały, że dysk gwiazdy LHS 3154 powinien być aż dziesięć razy większy niż wynika z obowiązujących teorii. Dopiero wówczas znajdowałoby się w nim dość materiału, by mógł utworzyć się z niego glob wielkości LHS 3154b.
To może naprowadzać na jedno z wyjaśnień istnienia „otyłej” planety. Być może dyski protoplanetarne zawierają znacznie więcej materiału niż obecnie się sądzi. Druga opcja zakłada, że należy przeformułować istniejące obecnie teorie formowania się planet.
Źródła: Science, phys.org, New Scientist.
