Jaka jest największa planeta we Wszechświecie? Odpowiedź na to pytanie będzie się zmieniać w czasie. Astronomowie wciąż odkrywają nowe planety olbrzymy. Niektóre z nich są skaliste, przypominające Ziemię. Te nazywamy superziemiami i megaziemiami. Jednak największe z planet to gazowe olbrzymy. Są podobne do Jowisza z naszego Układu Słonecznego, ale wielokrotnie od niego masywniejsze. Co do niektórych rekordzistek istnieją wątpliwości, czy to nadal planety, czy niedoszłe gwiazdy.

Planety olbrzymy – skaliste superziemie

Prace astronomów dotyczące początków Układu Słonecznego wykazały, że powinna w nim być jeszcze jedna planeta. I to wcale nie mała, bo kilka, a może nawet dziesięć razy większa niż nasza. Takie superziemie są często obserwowane w odległych układach planetarnych.

– W naszym Układzie Słonecznym faktycznie mamy taką lukę w masach planet: albo są one niewielkie i skaliste, albo są gazowymi olbrzymami. Nie mamy obiektów pośrednich – większych od Ziemi, a mniejszych od Neptuna. Ale częstość występowania takich obiektów poza Układem Słonecznym może jednak wynikać z tego, że w innych układach planetarnych łatwiej nam dostrzec superziemie niż mniejsze obiekty – wyjaśnia dr Milena Ratajczak z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego.

Określenie „superziemia” może być mylące, bo nie dotyczy wcale planet podobnych do Ziemi pod względem panujących na nich warunkach. Tym mianem określa się planety pozasłoneczne o masie większej od masy Ziemi i należące do typu planet skalistych.

Największe superziemie, zwane megaziemiami, są kilkadziesiąt razy bardziej masywne niż nasza planeta. Oto największe skaliste planety olbrzymy:

  • Kepler-277b – ponad 87 razy masywniejsza niż Ziemia,
  • Kepler-277c – ponad 64 razy masywniejsza niż Ziemia,
  • Kepler-145b – ponad 37 razy masywniejsza niż Ziemia,
  • K2-66b – ponad 21 razy masywniejsza niż Ziemia.

W 2021 r. astronomowie odkryli superziemię TOI-561 b. Znajduje się ona w odległości 280 lat świetlnych od Ziemi, jest o ok. 50% większa niż nasza planeta i ma trzykrotnie większą masę. Dotychczas naukowcy uważali, że planety skaliste – a taką jest starożytna superziemia – wykształciły się w późniejszym okresie. Tymczasem TOI-561 b może liczyć nawet 10 mld lat, a to oznacza, że wcześniejsze założenia były błędne.

Planety olbrzymy – gazowe giganty, czyli jowisze

Największe planety w kosmosie są zbudowane z gazów, przede wszystkim z wodoru i helu. Określamy je jako planety gazowe, gazowe olbrzymy lub – od największej tego typu planety naszego układu – jowisze.

Gazowe planety olbrzymy nie są jednorodne. Tworzący je wodór zwiększa gęstość wraz z głębokością. W pewnej odległości od powierzchni zmienia się w ciekły wodór. Jeszcze głębiej, pod wpływem ogromnego ciśnienia, staje się wodorem metalicznym, który otacza jądra gazowych planet olbrzymów.

Masa największego gazowego olbrzyma w Układzie Słonecznym, Jowisza, jest 320 razy większa niż masa Ziemi. To jednak niewiele w porównaniu ze znanymi egzoplanetami. Oto największe planety olbrzymy zbudowane z gazów:

  • ROXs 42Bb – tzw. gorący jowisz, 9 razy masywniejszy od naszego Jowisza i mający niemal trzy razy większy promień,
  • XO-6b – gorący jowisz, ponad 4 razy masywniejszy od naszego Jowisza,
  • PDS 70 c – gorący jowisz, ponad 4 razy masywniejszy od naszego Jowisza,
  • HIP 65 Ab – gorący jowisz, ponad 3 razy masywniejszy od naszego Jowisza.

Planety olbrzymy – brązowe karły, czyli między gwiazdą a planetą

Istnieją w kosmosie obiekty tak wielkie, że naukowcy nie są pewni, czy są to jeszcze planety, czy może niedoszłe gwiazdy. Te ostatnie to tzw. brązowe karły. Prawdopodobnie powstają w obłokach molekularnych podczas tych samych procesów, które prowadzą do wytworzenia gwiazd. Jednak osiągają zbyt małą masę, żeby mogła się w nich rozpocząć reakcja termojądrowa. Z tego powodu potocznie nazywamy je „niewypałami” bądź „nieudanymi gwiazdami”.

Za wartość graniczną uznano w tym przypadku 80 mas Jowisza. Obiekty mniej masywne w teorii powinny być planetami olbrzymami. Jednak istnieją obiekty, które budzą wątpliwości astronomów. Nie jest jasne, czy to jeszcze planety, czy już brązowe karły. Oto kilka przykładów takich dyskusyjnych planet olbrzymów:

  • HD 100546 b – masa 60 razy większa niż masa Jowisza, promień prawie 7 razy większy,
  • CT Chamaeleontis b – masa ponad 17 razy większa niż masa Jowisza,
  • DH Tauri b – masa ponad 14 razy większa niż masa Jowisza,
  • OTS 44 – prawdopodobnie planeta swobodna, masa ponad 11 razy większa niż masa Jowisza.