Astronomi otkrili 'zabranjeni planet': ''Uopće ne bi trebao postojati''

Astronomi su otkrili vrlo neobičan prizor u svemiru, koji zapravo ne bi trebao postojati. Naime, otkrili su planet veličine Jupitera koji se okreće oko zvijezde koja nema ni 40 posto polumjera našeg Sunca.

Novootkriveni egzoplanet TOI-5205b plinoviti je div otprilike iste veličine i mase kao Jupiter, koji kruži oko zvijezde crvenog patuljka TOI-5205. Neobičnost koju su astronomi otkrili jest veličina zvijezde TOI-5205 u usporedbi s navedenim egzoplanetom veličine Jupitera. Zvijezda nije četiri puta veća od polumjera tog egzoplaneta, već ima nešto manje od 40 posto polumjera i mase našeg Sunca. Osim toga, orbita TOI-5205b je neugodno blizu tom crvenom patuljku i traje tek 1,6 dana, javlja Zimo.

Astronomi ne znaju kako se formirao

Astronomi zasad ne znaju kako je došlo do tako čudnog uparivanja jer se to se kosi s našim trenutačnim razumijevanjem formiranja planeta. Pronalazak tog sustava prava je rijetkost.

Zvijezda domaćin TOI-5205 samo je četiri puta veća od Jupitera, no ipak je nekako uspjela formirati planet veličine Jupitera, što je prilično iznenađujuće, kaže astronom Shubham Kanodia iz Instituta za znanost Carnegie. Istraživanje vezano za to otkriće objavljeno je u znanstvenom časopisu The Astronomical Journal.

Zvijezde crveni patuljci najmanje su zvijezde glavnog niza za koje znamo. Zvijezde manje od te veličine znače da zalazimo u teritorij smeđih patuljaka, koji nisu baš zvijezde. Crveni patuljci imaju malu masu, sjaj i toplinu, izgaraju svoje zalihe vodika tako sporo da njihov projicirani životni vijek može biti u bilijunima godina, puno više od trenutačne starosti Svemira od 13,8 milijardi godina.

Budući da su tako mali i mutni, crveni se patuljci ne mogu vidjeti golim okom, no svejedno su to najbrojnije zvijezde u Mliječnoj stazi. Međutim, od 5250 dosad potvrđenih pronađenih egzoplaneta, njih samo 240 kruži oko zvijezda crvenih patuljaka, a samo oko desetak takvih je veličine Jupitera ili još veće.

Trenutačno razumijevanje znanosti o formiranju planeta sugerira da su takva uparivanja malih zvijezda i velikih egzoplaneta malo vjerojatna. Zvijezde nastaju iz nakupina u gustim oblacima plina i prašine. Kako rastu, materijal oko njih spaja se u disk koji ulazi u najraniju fazu života zvijezde. Jednom kada zvijezda postane dovoljno masivna, emitira snažne vjetrove koji otpuhuju najbliži materijal, prekidajući tako daljnji rast novonastale zvijezde.

Ostatak otpuhanog materijala u disku zatim oblikuje objekte koji kruže oko zvijezde, skupljajući se kako bi postupno prerasli u planete. Da bi se formirao plinoviti div, trenutačni modeli sugeriraju da je potrebno oko 10 Zemljinih masa stjenovitog diska da bi se napravila planetarna jezgra, koja zatim akumulira plin za stvaranje goleme proširene atmosfere. I taj se proces mora dogoditi relativno brzo, prije nego što zvijezda beba raznese ostatke diska.

"Zabranjeni" planet

Modeli također sugeriraju da sićušna crvena patuljasta zvijezda poput TOI-5205 ne bi trebala imati dovoljno materijala u svom disku da bi se proces odvijao unutar potrebnog vremenskog okvira.

Postojanje TOI-5205b proširuje ono što znamo o diskovima u kojima su ti planeti rođeni. U početku, ako na disku nema dovoljno stjenovitog materijala za formiranje početne jezgre, tada se ne može formirati plinoviti divovski planet. I na kraju, ako disk ispari prije nego što se formira masivna jezgra, onda ne može formirati plinoviti divovski planet. Pa ipak, TOI-5205b je nastao unatoč ovim zaštitnim ogradama. Na temelju našeg nominalnog trenutačnog razumijevanja formiranja planeta, TOI-5205b ne bi trebao postojati, to je 'zabranjeni' planet, ističe Kanodia.

Egzoplanet je otkriven na temelju tranzita između nas i zvijezde domaćina. Takav tranzit prigušuje svjetlost zvijezde, a ako je poznat intrinzični sjaj zvijezde, astronomi mogu izračunati veličinu uočenog egzoplaneta. Gravitacijska interakcija između zvijezde i egzoplaneta također dovodi do toga da zvijezda lagano "leluja" na licu mjesta, a mjerenje tog kolebanja omogućuje astronomima da izračunaju masu egzoplaneta.

Na temelju navedenih opažanja Kanodia i njegov tim otkrili su da egzoplanet ima 1,08 puta veću masu i 1,03 puta veći radijus od Jupitera. To je 27,2 posto polumjera zvijezde TOI-5205, koja pak ima 39,4 i 39,2 posto mase i polumjera našeg Sunca.

Nije sam

U pripremi je i objava istraživanja koje otkriva još jedan sličan sustav, odnosno egzoplanet TOI-3235b, koji ima 0,665 puta veću masu i 1,07 puta veći polumjer od Jupitera i koji kruži oko crvenog patuljka 0,394 puta veće mase i 0,37 puta većeg polumjera od našeg Sunca.

Astronomi su isto tako najavili otkriće TOI-519b, plinovitog diva do 14 puta veće mase i 1,07 puta većeg radijusa od Jupitera, koji kruži oko crvenog patuljka 0,37 puta veće mase i radijusa od Sunca, s orbitalnim periodom od svega 1,27 dana.