Astronomowie odkryli gigantyczną planetę podobną do Jowisza w nieoczekiwanym miejscu i krążą wokół małej, pobliskiej gwiazdy czerwonego karła, jak wynika z nowych badań.
Naukowcy stwierdzili, że odkrycie tak dużej planety wokół tak małej gwiazdy może zmusić astronomów do przemyślenia sposobu formowania się planet.
Czerwone karły są najczęstszym rodzajem gwiazd we wszechświecie, stanowiąc ponad 70% gwiazd w kosmosie. Te gwiazdy są małe i zimne, zwykle około jednej piątej masywnej jak słońce i do 50 razy ciemniejsze. Mimo to, tak powszechne jak czerwone karły, tylko około 10% z 4000 egzoplanet odkrytych na orbitach tych gwiazd.
Korzystając z obserwatoriów Calar Alto, Sierra Nevada i Montsec Astronomical w Hiszpanii oraz obserwatorium Las Cumbres w Kalifornii, naukowcy przeanalizowali pobliską gwiazdę czerwonego karła GJ 3512, położoną około 31 lat świetlnych od Ziemi. GJ 3512 ma około jednej ósmej masy Słońca, prawie jedną siódmą średnicy Słońca i mniej niż jedną setną jasności jak słońce.
Niespodziewanie wokół tego czerwonego karła naukowcy odkryli gigantyczną gazowo planetę o nazwie GJ 3512b, której masa była prawie o połowę mniejsza niż Jowisza. GJ 3512b okrąża swoją gwiazdę w odległości około jednej trzeciej jednostki astronomicznej (AU), średniej odległości między Ziemią a Słońcem (która wynosi około 93 milionów mil, czyli 150 milionów kilometrów).
Ten gazowy gigant jest znacznie większą planetą, niż sugerowały wcześniejsze prace, która okrążyłaby tak małą gwiazdkę. Dla porównania, podczas gdy Słońce jest około 1050 razy masą Jowisza, GJ 3512 jest tylko około 250 razy masą GJ 3512b, powiedział główny autor badania Juan Carlos Morales, astrofizyk z Institute of Space Sciences w Barcelonie, Hiszpania.
„Statystyki z egzoplanety znalezione do tej pory wydają się wskazywać, że gwiazdy o niskiej masie zazwyczaj hostują małe planety, takie jak Ziemia lub mini-Neptunes, ”powiedział Morales dla Space.com.„ Najbardziej akceptowany model powstawania planet, model akrecji rdzenia, również wskazuje na ten kierunek. Ale tutaj demonstrujemy coś przeciwnego - to znaczy znaleźliśmy gigantyczną planetę gazową krążącą wokół gwiazdy o bardzo małej masie ”.
Naukowcy znaleźli również dowody na istnienie innego potencjalnego świata wokół GJ 3512, planety o masie Neptuna, którą według szacunków stanowią ponad jedną szóstą masy Jowisza. Zasugerowali, że ta planeta krąży w odległości większej niż 1,2 AU, ale nie jest pewne, czy ten świat rzeczywiście istnieje.
Co więcej, naukowcy zasugerowali, że inna masywna planeta mogła kiedyś krążyć wokół GJ 3512. Wydłużona, owalna orbita GJ 3512b wokół czerwonego karła sugeruje, że gazowy gigant wszedł kiedyś w przeciąganie liny grawitacyjnej z innym ogromnym światem wyrzucony z systemu, dodając zbuntowaną planetę do przestrzeni międzygwiezdnej.
Do tej pory astronomowie myśleli o tym model akrecji rdzenia może wyjaśnić powstawanie Jowisza i Saturna, a także wielu innych gazowych gigantów odkrytych wokół odległych gwiazd. Model ten zakłada, że gigantyczne planety rodzą się w dwóch fazach: po pierwsze, rdzenie skał i lodu tworzą od 10 do 15 razy masę Ziemi w protoplanetarnym dysku gazu i pyłu otaczającym nowonarodzone gwiazdy. Następnie, po osiągnięciu masy krytycznej, rdzenie te szybko gromadzą duże ilości wodoru i helu.
Gwiazdy o niskiej masie, takie jak czerwone karły, powinny mieć proporcjonalnie małe masy protoplanetarnych dysków, więc prawdopodobnie w tych dyskach jest mniej materiału na gazowe olbrzymy. Jeśli tak, model akrecji rdzeniowej nie może wyjaśnić gigantycznego rozmiaru GJ 3512b, powiedział Morales i jego koledzy.
Zamiast tego badacze zasugerowali, że tzw model niestabilności dysku formowania się planet może pomóc wyjaśnić GJ 3512b. Model ten zakłada, że niestabilny dysk protoplanetarny może rozpadać się na grudki gazu i pyłu, które następnie mogą bezpośrednio zapaść się pod wpływem własnej grawitacji, tworząc niektóre, a może wszystkie gazowe olbrzymy, omijając potrzebę solidnego rdzenia działającego jak ziarno.
„Po raz pierwszy dokładnie scharakteryzowaliśmy egzoplanetę, której nie można wyjaśnić modelem tworzenia się akrecji rdzenia” - powiedział Morales. „Ta egzoplaneta dowodzi, że model niestabilności grawitacyjnej może odgrywać rolę w tworzeniu gigantycznych planet”.
Morales powiedział, że naukowcy nadal monitorują ten system, aby dowiedzieć się więcej o jego drugim potencjalnym świecie i być może jeszcze większej liczbie planet. Ponadto badają kolejne 300 czerwonych karłów w poszukiwaniu kolejnych egzoplanet, dodał.
Naukowcy szczegółowo ich ustalenia dzisiaj online (26 września) w czasopiśmie Science.
- 7 sposobów odkrywania planet obcych
- Niedawno odkryta skała kosmiczna może brakować ogniwa formacji planet
- 10 egzoplanet, które mogłyby gościć obce życie
