Odkrycie egzoplanety zbyt masywnej dla swojej gwiazdy
Ile tak naprawdę wiemy o Wszechświecie? Okazuje się, że niezbyt wiele, co niedawno potwierdził międzynarodowy zespół naukowców. W trakcie badań częściowo wspieranych przez projekt N-GINE finansowany ze środków UE, odkryli oni masywną planetę poza naszym Układem Słonecznym, krążącą wokół ultrachłodnej gwiazdy karłowatej typu M, która powinna być zbyt mała, aby gościć taką planetę. Wyniki tych badań zostały opublikowane na łamach czasopisma naukowego „Science”. Planety powstają w protoplanetarnych dyskach gazu i pyłu otaczających nowo powstałe gwiazdy. To, do jakich rozmiarów mogą urosnąć, zależy od ilości materiału w dysku. Na podstawie wcześniejszych obserwacji dysków protoplanetarnych naukowcy doszli więc do wniosku, że stosunkowo mniejsza masa gazu i pyłu otaczającego małomasywne czerwone karły w większości przypadków wyklucza powstawanie planet znacznie masywniejszych niż Ziemia. Ostatnie odkrycie zespołu badawczego podważa jednak tę teorię. Astrofizycy wykorzystali spektroskopię w bliskiej podczerwieni do obserwacji LHS 3154, ultrachłodnej gwiazdy karłowatej oddalonej o około 51 lat świetlnych od Ziemi i dziewięć razy mniej masywnej niż Słońce. Gwiazda LHS 3154 jest okrążana raz na 3,7 dnia przez planetę o masie równej co najmniej 13 mas Ziemi, czyli bliskiej masie Neptuna. Stosunek masy planety do masy gwiazdy jest około 100 razy większy niż stosunek masy Ziemi do masy Słońca. Jest to pierwszy przypadek znalezienia tak masywnej planety krążącej wokół gwiazdy o tak niskiej masie, co jest niezgodne z obecnymi modelami powstawania planet.
Ponowna analiza teorii powstawania
„Według przewidywań dysk planetotwórczy wokół gwiazdy LHS 3154 o niskiej masie nie mógł mieć wystarczającej masy stałej, aby utworzyć tę planetę” — stwierdza współautor badania prof. Suvrath Mahadevan z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii (Penn State) w Stanach Zjednoczonych, w komunikacie prasowym "EurekAlert!". „Ale ona tam jest, więc teraz musimy ponownie przeanalizować nasze rozumienie tego, jak powstają planety i gwiazdy”. Egzoplaneta została dostrzeżona za pomocą spektrografu astronomicznego o nazwie Habitable Zone Planet Finder (HPF). Wspomniany instrument został zaprojektowany do wykrywania potencjalnie nadających się do zamieszkania egzoplanet, które krążą wokół chłodnych gwiazd i na których powierzchni może występować ciekła woda. „Na podstawie bieżących prac badawczych przeprowadzonych za pomocą HPF i innych instrumentów można stwierdzić, że obiekt taki jak ten, który odkryliśmy, jest prawdopodobnie niezwykle rzadki, więc wykrycie go było naprawdę ekscytujące” — zauważa studentka Penn State i współautorka Megan Delamer. „Obecnie obowiązujące teorie powstawania planet mają trudności z wyjaśnieniem tego, co widzimy". Według obliczeń zespołu ciężki rdzeń planetarny egzoplanety wymagałby istnienia większej ilości stałego materiału w dysku protoplanetarnym, niż wskazują obecne modele. Naukowcy wykorzystali symulacje, aby wykazać, że istnienie planety można wyjaśnić, jeśli dysk protoplanetarny gwiazdy gospodarza byłby 10 razy masywniejszy niż zaobserwowany. „To, co odkryliśmy, stanowi ekstremalny test dla wszystkich istniejących teorii formowania się planet” — zauważa prof. Mahadevan. Pięcioletni projekt N-GINE (Next-Generation of Interior models of (Exo)planet: Studying the interior structure of giant planets and its effect on their evolution, atmospheres and observations) kończy się w 2028 roku. Więcej informacji: projekt N-GINE
Słowa kluczowe
N-GINE, planeta, egzoplaneta, gwiazda karłowata, LHS 3154, dysk protoplanetarny, gwiazda małomasywna