Planeta, która nie powinna istnieć
Astronomowie wykryli olbrzymią planetę krążącą wokół małej gwiazdy. Planeta ma znacznie większą masę, niż przewidują modele teoretyczne. Podczas, gdy tego zaskakującego odkrycia dokonał zespół hiszpańsko-niemiecki, badacze z University of Bern zbadali, jak ta tajemnicza egzoplaneta mogła powstać.
GJ 3512 to czerwony karzeł znajdujący się 30 lat świetlnych od nas. Chociaż gwiazda ma zaledwie 1/10 masy Słońca, posiada olbrzymią planetę. „Wokół takich gwiazd powinny krążyć tylko planety wielkości Ziemi lub nieco bardziej masywne super-Ziemie. GJ 3512b jest jednak olbrzymią planetą o masie połowy Jowisza, a zatem co najmniej jeden rząd wielkości masywniejsza, niż planety przewidywane przez modele teoretyczne dla tak małych gwiazd” – powiedział Christoph Mordasini, profesor na Uniwersytecie w Bernie i członek Narodowego Centrum Kompetencji w Badaniach (NCCR) PlanetS.
Tajemnicza planeta została wykryta przez hiszpańsko-niemieckie konsorcjum badawcze CARMENES, które postawiło sobie za cel odkrywanie planet krążących wokół mniejszych gwiazd. W tym celu konsorcjum zbudowało nowy instrument, który został zainstalowany w Obserwatorium Calar Alto na wysokości 2100 m n.p.m. w południowej Hiszpanii. Obserwacje w podczerwieni za pomocą tego spektrografu wykazały, że mała gwiazda regularnie zbliżała się do nas i oddalała – zjawisko wywołane przez towarzysza, który w tym przypadku musiał być szczególnie masywny. Ponieważ odkrycie to było tak nieoczekiwane, konsorcjum skontaktowało się m.in. z grupą badawczą Mordasiniego, jednego z wiodących światowych ekspertów w teorii formowania planet, w celu omówienia prawdopodobnych scenariuszy uformowania się tej olbrzymiej egzoplanety.
„Nasz berneński model dotyczący powstawania i ewolucji planet przewiduje, że wokół małych gwiazd powstanie duża liczba małych planet”, podsumowuje Mordasini, odwołując się do innego znanego układu planetarnego, jako przykładu: TRAPPIST-1. Ta gwiazda, porównywalna z GJ 3512 ma siedem planet o masach w przybliżeniu równych a nawet mniejszych, niż Ziemia. W tym przypadku obliczenia modelu berneńskiego dobrze zgadzają się z obserwacjami. Nie w przypadku GJ 3512. „Nasz model przewiduje, że wokół takich gwiazd nie powinno być planet olbrzymów” – mówi Mordasini. Jednym z możliwych wyjaśnień niepowodzenia obecnej teorii może być mechanizm leżący u podstaw modelu, znany jako akrecja rdzeniowa. Planety powstają w wyniku stopniowego wzrostu małych ciał w coraz większe masy. Naukowcy nazywają to „procesem oddolnym”.
Być może olbrzymia planeta GJ 3512b została utworzona przez zasadniczo inny mechanizm, tak zwane zapadanie grawitacyjne. „Część gazowego dysku, w którym powstają planety, zapada się bezpośrednio pod wpływem własnej grawitacji”, wyjaśnia Mordasini. „Proces odgórny”. Ale nawet to wyjaśnienie sprawia problemy. „Dlaczego w tym przypadku planeta nie rośnie i nie migruje bliżej gwiazdy? Można by się spodziewać obydwu, gdyby dysk gazowy miał wystarczającą masę, aby stać się niestabilny pod wpływem grawitacji. Planeta GJ 3512b jest zatem ważnym odkryciem, które powinno poprawić nasze zrozumienie, w jaki sposób planety formują się wokół takich gwiazd” – mówi ekspert.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
