Nowe odkrycia dotyczące powstawania planet wokół dwóch gwiazd
W 2011 roku naukowcy dokonali zdumiewającego odkrycia. Otóż zaobserwowali pierwszą planetę okołopodwójną, której istnienie zakładali jedynie w wyobraźni. W przeciwieństwie do planet takich jak Ziemia, które krążą wokół jednej gwiazdy, te niezwykłe ciała niebieskie orbitują jednocześnie wokół dwóch gwiazd, tworzących układ znany jako gwiazda podwójna. Odkrycie to podważyło fundamentalne teorie dotyczące powstawania planet. Planety okołopodwójne od dawna gościły w zbiorowej wyobraźni dzięki książkom lub filmom, czego przykładem jest Tatooine z „Gwiezdnych Wojen” czy Solaris opisana przez Stanisława Lema. Jednak ich istnienie było niegdyś uważane za prawie niemożliwe, biorąc pod uwagę możliwości badawcze ówczesnych narzędzi teoretycznych. Zatem nie może dziwić fakt, że ich niespodziewane odkrycie zrodziło niejedno trudne pytanie.
Narodziny w chaosie układów podwójnych
Przez lata naukowcy domniemywali, że siły grawitacyjne gwiazd podwójnych nie dopuszczają do powstania w ich pobliżu żadnej planety. Pełne wirów i mocno niestabilne środowisko tychże układów w teorii powinno zaburzać powstanie dysku gazu i pyłu, z którego formują się planety. Co jeszcze bardziej intrygujące, dalsze badania wykazały, że prawdopodobieństwo występowania okołopodwójnych gazowych olbrzymów krążących wokół bliskich gwiazd podwójnych jest prawie takie samo, jak w przypadku planet orbitujących wokół pojedynczych gwiazd. Społeczność naukowa szybko zdała sobie sprawę, że do rozwikłania tej tajemnicy potrzebne są kolejne przykłady planet okołopodwójnych. Jednak ich wykrycie stanowi nie lada wyzwanie. Aby temu zaradzić, uruchomiono finansowany ze środków UE projekt BEBOP poświęcony dalszym badaniom tych zagadkowych ciał niebieskich. „Po pierwsze, zamierzaliśmy udowodnić, że dobrze znany sposób wykrywania planet wokół pojedynczych gwiazd – metodę prędkości radialnych – można też zastosować do wyszukiwania planet okołopodwójnych”, zauważa Amaury Triaud, koordynator projektu. Kolejnym celem było odkrycie nowych planet okołopodwójnych i porównanie ich populacji z planetami krążącymi wokół pojedynczych gwiazd. Porównania te powinny pomóc naukowcom w zrozumieniu, w jaki sposób gwiazdy podwójne wpływają na powstawanie planet, rzucając więcej światła na procesy, które ukształtowały nie tylko układy podwójne, ale także nasz Układ Słoneczny. Aby osiągnąć założone cele, naukowcy zebrali tysiące pomiarów spektroskopowych wykonanych w dwóch obserwatoriach: na chilijskiej pustyni Atakama i we francuskiej Prowansji. Zespół zebrał również dane fotometryczne – pomiary zmian jasności spowodowanych przejściem planety przed jej gwiazdą – ze stacji polarnej Concordia na Antarktydzie. Skuteczność opracowanych w ramach projektu metod została z powodzeniem zweryfikowana na przykładzie wcześniej znanych planet okołopodwójnych, a następnie uczeni rozpoczęli obserwację setek pobliskich gwiazd podwójnych z nadzieją na nowe odkrycia.
Przełom w badaniach planetarnych
W latach 2022–2024 zespołowi projektu BEBOP udało się osiągnąć kilka kamieni milowych. „W 2022 roku przeszliśmy do historii, ponieważ wykryliśmy znaną planetę okołopodwójną, po raz pierwszy posługując się metodą prędkości radialnych. Wkrótce potem, w 2023 roku, udało nam się odkryć zupełnie nową planetę okołopodwójną, której nadaliśmy nazwę BEBOP-1c”, podkreśla Triaud. Oprócz tego, że zespołowi udało się wykryć planetę okołopodwójną krążącą wokół gwiazdy podwójnej, uczeni są w trakcie publikacji kolejnych nowych odkryć. Ponadto projekt BEBOP umożliwił przesunięcie granic tej dziedziny dzięki wykryciu fotometrycznych tranzytów planety okołopodwójnej za pomocą naziemnych teleskopów, co wcześniej było możliwe tylko ze statków kosmicznych. Zdolność zespołu do korzystania z urządzeń naziemnych nie tylko obniża koszty, ale także oferuje bardziej zrównoważony sposób zbierania danych z obserwacji astronomicznych.
Pogłębiona wiedza na temat powstawania planet
W ramach projektu BEBOP naukowcy zdołali zidentyfikować łącznie dziewięć nowych planet okołopodwójnych, a kilka kolejnych kandydatów czeka na potwierdzenie. Ponadto udało się im zaobserwować, że na gazowe olbrzymy w układach podwójnych możemy natrafić tak samo często, jak w układach z jedną gwiazdą, zaś bardzo masywne planety (o masie ponad trzykrotnie większej niż masa Jowisza) są zaskakująco rzadko spotykane w układach podwójnych. „Jestem szczególnie podekscytowany odkryciem, że wiele planet okołopodwójnych wydaje się mieć niższą gęstość, niż wcześniej przewidywano. Jeśli ta anomalia zostanie potwierdzona, może nam pomóc w lepszym zrozumieniu składu atmosfery tych planet”, podsumowuje Triaud.
Słowa kluczowe
BEBOP, planety, okołopodwójne, gwiazdy podwójne, powstawanie planet, prędkość radialna
