Vesmírny objav prevracia teórie o vzniku planét. Astronómovia ho považovali za nemožný

Astronómovia objavili vo vesmíre podivnosť, ktorá pripomína dospelého slona jazdiaceho na malom poníkovi. Našli obrovskú planétu obiehajúcu okolo nepatrnej červenej hviezdy. Tento objav prevracia naše chápanie toho, ako vznikajú planéty. Núti vedcov prehodnotiť svoje teórie.

Exoplanéta s označením TOI-6894b je skutočný kolos. Má takmer rovnakú veľkosť ako Saturn a 86 percent priemeru Jupitera. Jej domovská hviezda TOI-6894 je však úplný trpaslík. Je len pätinou veľkosti nášho Slnka. Má iba 23 percent jeho priemeru a 21 percent hmotnosti. Je to najmenšia hviezda, okolo ktorej vedci našli takú obrovskú planétu.

Edward Bryant z University of Warwick viedol medzinárodný tím výskumníkov. Objav ho nadchol. „Neočakávali sme, že planéty ako TOI-6894b môžu vzniknúť okolo takto málo hmotných hviezd,“ vysvetľuje. „Tento objav bude kľúčový pre pochopenie extrémov vzniku obrovských planét.“ Informuje o tom web Science Alert a štúdia uverejnená na portáli Nature. 

Objav, ktorý má byť nemožný

Možno sa pýtaš, prečo tento objav tak prekvapuje vedcov. Odpoveď spočíva v tom, ako funguje vesmír a jeho zákony. Malé červené trpasličie hviezdy jednoducho nemajú dosť materiálu na to, aby okolo seba vytvorili takéto obrie planéty. Je to, ako keby si sa pokúsil postaviť mrakodrap zo štyroch tehál. Materiálu je proste málo.

Tieto neočakávané systémy sa však občas objavia. To naznačuje, že proces vzniku obrovských planét okolo malých hviezd nie je až taký vzácny, ako sme si mysleli. Problém je, že nevieme, ako často sa to deje. Preto sa Bryant a jeho tím rozhodli systematicky preskúmať dáta z vesmírneho teleskopu TESS.

„Pôvodne som prehľadal pozorovania viac ako 91 000 málo hmotných červených trpasličích hviezd a hľadal som obrovské planéty,“ opisuje Bryant svoju prácu. „Potom som pomocou pozorovaní z jedného z najväčších teleskopov na svete, ESO VLT, objavil TOI-6894b. Je to obrovská planéta prechádzajúca pred najmenej hmotnou hviezdou, o ktorej sa doteraz vie, že hostí takúto planétu.“

Ako vlastne vznikajú planéty

Aby si lepšie pochopil, prečo je tento objav taký výnimočný, musíš vedieť, ako planéty vznikajú. Celý proces začína v obrovských oblakoch plynu a prachu vo vesmíre. Keď sa hustý kus materiálu v takomto oblaku zrúti pod vplyvom gravitácie, začne sa formovať hviezda.

Materiál z oblaku sa točí okolo vznikajúcej hviezdy a vytvára disk. Tento disk hviezdu „kŕmi“ a pomáha jej rásť. Keď hviezda dosiahne dostatočnú veľkosť, jej hviezdny vietor odtlačí zvyšný materiál preč. Rast sa zastaví. Zo zostávajúceho materiálu v disku sa potom formujú planéty. Prach sa postupne zlepí do väčších a väčších útvarov. Nakoniec vzniknú svety obiehajúce okolo hviezdy.

Kľúčové je, že množstvo materiálu v disku je úmerné hmotnosti hviezdy. Čím menšia hviezda, tým menej materiálu má k dispozícii na tvorbu planét. Preto by malé červené trpasličie hviezdy nemali dokázať vytvoriť obrovské planéty. Jednoducho nemajú dosť „stavebného materiálu“.

Lov na exoplanéty priniesol prekvapenie

Astronómovia zvyčajne hľadajú exoplanéty pomocou techniky nazývanej tranzitná metóda. Keď planéta obiehajúca okolo hviezdy prejde medzi nami a hviezdou, svetlo hviezdy sa mierne zoslabí. Vedci dokážu určiť prítomnosť exoplanéty tým, že hľadajú pravidelné poklesy v jasnosti hviezdy. Obvykle je to veľmi slabý signál. Vyžaduje dôkladnú analýzu.

Pri TOI-6894 však výskumníci našli niečo nevídané. Svetlo hviezdy sa zoslabilo o úžasných 17 percent. To je obrovský pokles. Naznačoval prítomnosť veľmi veľkej planéty. Na základe pozorovaní týchto tranzitov tím zistil, že hviezda má priemer približne 320 000 kilometrov. Exoplanéta meria okolo 120 000 kilometrov.

Ďalšie pozorovania odhalili ešte zaujímavejšie detaily. Vedci sledovali, ako gravitácia obrovskej exoplanéty ovplyvňuje pohyb hviezdy po orbite. Zistili hmotnosť TOI-6894b. Planéta má len 17 percent hmotnosti Jupitera. To naznačuje, že má ľahkú a nadýchanú atmosféru.

Čo nás tento objav učí

Tento objav vzrušuje z viacerých dôvodov. Keďže exoplanéta spôsobuje také hlboké tranzity, je ideálnym kandidátom na štúdium atmosféry. Počas týchto tranzitov časť svetla hviezdy prechádza cez riedku atmosféru planéty. Pritom sa môže zmeniť vplyvom atómov a molekúl v atmosfére. To vedcom umožňuje doslova vidieť, z čoho sa TOI-6894b skladá.

Tím astronómov už požiadal o čas s vesmírnym teleskopom Jamesom Webbom na vykonanie týchto atmosférických štúdií. Keďže je exoplanéta pomerne chladná, očakávajú, že v nej nájdu veľa metánu.

„Tento systém predstavuje novú výzvu pre modely vzniku planét a ponúka veľmi zaujímavý cieľ pre následné pozorovania na charakterizovanie jeho atmosféry,“ hovorí astrofyzik Andrés Jordán z Millennium Institute of Astrophysics v Čile.

Tieto štúdie by mali tiež objasniť, ako TOI-6894b vznikla. Astronómovia majú dve hlavné teórie o vzniku plynových obrov. Prvá je postupné hromadenie materiálu zdola nahor. Druhá je priamy kolaps nestability v protoplanetárnom disku. Na základe pozorovaní tímu však ani jeden zo scenárov úplne nesedí.

Vincent Van Eylen z University College London to zhrnul výstižne: „Je to zaujímavý objav. Naozaj nerozumieme tomu, ako hviezda s takou malou hmotnosťou môže sformovať takú masívnu planétu. Toto je jeden z cieľov hľadania ďalších exoplanét. Nájdením planetárnych systémov odlišných od našej slnečnej sústavy môžeme testovať naše modely a lepšie pochopiť, ako vznikla naša vlastná slnečná sústava.“

Objav TOI-6894b nám pripomína, že vesmír je plný prekvapení. Naše chápanie tvorby planét ešte zďaleka nie je úplné. Každý takýto objav nás posúva bližšie k odpovedi na jednu z najzákladnejších otázok ľudstva. 

Čítaj viac z kategórie: Zaujímavosti