Gorąca i ciężka - znaleziono planetę gęstszą niż stal

Dziwnie gęsta egzoplaneta znajdująca się ponad 500 lat świetlnych od Ziemi stanowi wyzwanie dla zrozumienia procesu formowania się planet. To ciało astronomiczne, niedawno opisane w czasopiśmie „Nature”, ma rozmiar lodowego olbrzyma Neptuna, ale jest prawie 10 razy cięższe – co oznacza, że jest gęstsze niż stal.

„To niemożliwe, by taka planeta mogła powstać zgodnie z klasycznymi modelami formowania się planet” – mówi główny autor badania Luca Naponiello, doktorant na uniwersytecie Tor Vergata w Rzymie. Co więcej, planeta o nazwie TOI-1853 b znajduje się dziwnie blisko swojego słońca; obiega gwiazdę w ciągu 1,24 dnia. Globy wielkości Neptuna na tak ciasnych orbitach zdarzają się tak rzadko, że astronomowie nazwali te strefy wolne od planet „gorącymi pustyniami neptunowymi”.

Jeszcze większą zagadką jest jednak to, w jaki sposób TOI-1853 b stała się aż tak gęsta. Astronomowie uważają, że planety zazwyczaj formują się „oddolnie” w procesie, w którym ziarenka skał i pyłu w wirującym dysku protoplanetarnym łączą się ze sobą w coraz większe bryły, tworząc w końcu potężne jądro. Jednakże gdy jądro to osiągnie pewną masę krytyczną, wzrost ciśnienia w dysku protoplanetarnym zaczyna odpychać materiał planetotwórczy, hamując jego dalszy rozrost. Wydaje się, że TOI-1853 b w jakiś sposób przekroczyła tę granicę – zawiera dwa razy więcej materii w stanie stałym, niż naukowcy uważali za możliwe.

Jeśli konwencjonalne modele nie mogą wyjaśnić pochodzenia TOI-1853 b, to jak można to zrobić? Naponiello i jego współautorzy proponują dwie możliwości. Po pierwsze, planeta mogła powstać w wyniku zderzenia dwóch protoplanet. We wczesnych okresach istnienia układów planetarnych można spodziewać się takich kolizji, ale, jak twierdzi Naponiello, jest bardziej prawdopodobne, że pozostawią one po sobie wiele małych planet, niż że doprowadzą do powstania pojedynczego większego globu.

Druga możliwość jest taka, że TOI-1853 b powstała jako gazowy olbrzym o masie zbliżonej do Jowisza, a następnie utraciła większość swojej atmosfery w wyniku intensywnego promieniowania gwiazdy. Pozostałością jest stałe jądro. I faktycznie, jeśli ta planeta miała kiedyś rozbudowaną atmosferę, zostało z niej niewiele. Jak mówi astronomka Chelsea Huang z australijskiego University of Southern Queensland, obiekt ten jest wyjątkowy nawet wśród planet wielkości Neptuna. Huang uważa koncepcję gazowego olbrzyma za szczególnie intrygującą, ponieważ grube atmosfery takich planet zazwyczaj przesłaniają to, co dzieje się w ich wnętrzu. Jeśli TOI-1853 b była kiedyś gazowym olbrzymem, to „mamy unikalną okazję, aby zaobserwować jego wnętrze” – twierdzi Huang.

Przyszła analiza resztek atmosfery planety może wykazać, czy któraś z tych hipotez jest poprawna. Jeśli TOI-1853 b powstała w wyniku kolizji, naukowcy spodziewają się, że jej atmosfera zawiera wodę i inne związki lotne. Jeśli natomiast był to gazowy olbrzym, należałoby oczekiwać stosunkowo cienkiej atmosfery zdominowanej przez wodór.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.