Novo zvážená exoplanéta nechala astronómov zmiasť.

Po vykonaní meraní veľmi malej exoplanéty veľkosti Jupitera s názvom HD-114082b vedci zistili, že jej charakteristiky celkom nezodpovedajú žiadnemu z dvoch populárnych modelov tvorby plynných obrích planét.

Jednoducho povedané, na svoj vek je príliš ťažký.

„V porovnaní s aktuálne akceptovanými modelmi je HD-114082b dvakrát až trikrát príliš hustý pre mladého plynového obra, ktorý má len 15 miliónov rokov,“ povedal. vysvetľuje astrofyzička Olga Zakhazyová z Inštitútu Maxa Plancka pre astronómiu v Nemecku.

Exoplanéta, ktorá obieha okolo hviezdy s názvom HD-114082 vzdialenej asi 300 svetelných rokov, bola predmetom intenzívnej kampane na zhromažďovanie údajov. HD-114082b má iba 15 miliónov rokov a je jednou z najmladších objavených exoplanét a pochopenie jej vlastností môže poskytnúť vodítko o tom, ako sa planéty formujú – proces, ktorý nie je úplne pochopený.

Na komplexnú charakteristiku exoplanéty na základe jej účinku na jej hostiteľskú hviezdu sú potrebné dva typy údajov. Údaje o tranzite sú záznamom spôsobu, akým sa svetlo hviezdy stlmí, keď pred ňou prejde obiehajúca exoplanéta. Ak vieme, aká jasná je hviezda, toto slabé stmievanie môže odhaliť veľkosť exoplanéty.

Údaje o radiálnej rýchlosti sú na druhej strane záznamom toho, ako veľmi sa hviezda kýva na mieste v reakcii na gravitáciu vonkajších planét. Ak poznáme hmotnosť hviezdy, amplitúda jej kolísania nám môže poskytnúť hmotnosť exoplanéty.

Takmer štyri roky výskumníci zbierali pozorovania radiálnej rýchlosti HD-114082. Pomocou zozbieraných údajov o tranzite a radiálnej rýchlosti výskumníci zistili, že HD-114082b má podobný polomer Jupiter – Ale hmotnosť Jupitera je 8-krát väčšia. To znamená, že hustota exoplanéty je takmer dvakrát väčšia ako hustota Zeme a asi 10-krát väčšia ako hustota Jupitera.

Veľkosť a hmotnosť tejto malej exoplanéty znamená, že je nepravdepodobné, že pôjde o veľmi veľkú kamennú planétu; horné hranice okolo neho 3 polomer Zeme A 25 zemských hmôt.

V skalných exoplanétach je tiež veľmi malý rozsah hustoty. Nad týmto rozsahom telo sa stáva intenzívnejšímA gravitácia planéty začína držať dôležitú atmosféru vodíka a hélia.

HD-114082b tieto parametre výrazne prevyšuje, čo znamená, že ide o plynového obra. Astronómovia však nevedia, ako sa to stalo.

„Myslíme si, že obrovské planéty by sa mohli formovať dvoma možnými spôsobmi,“ hovorí astronóm Ralph Lönnhardt mpia. „Obe sa vyskytujú v protoplanetárnom disku plynu a prachu rozmiestnených okolo mladej centrálnej hviezdy.“

Obidva spôsoby sa označujú ako „studený štart“ alebo „horúci štart“. Pri studenom štarte sa predpokladá, že exoplanéta vzniká, kamienok za kamienkom, z úlomkov v disku obiehajúcom okolo hviezdy.

Kusy sa priťahujú najprv elektrostaticky, potom gravitačne. Čím viac hmoty, tým rýchlejšie rastie, kým sa nestane dostatočne masívnym na to, aby spustilo rýchle nahromadenie vodíka a hélia, dvoch najľahších prvkov vo vesmíre, čím sa vytvorí obrovský plynný obal okolo skalnatého jadra.

Vzhľadom na to, že plyny strácajú teplo, keď padajú smerom k jadru planéty a vytvárajú atmosféru, je to vnímané ako relatívne chladná možnosť.

Horúci štart je tiež známy ako nestabilita disku a predpokladá sa, že k nemu dochádza, keď sa vírivá oblasť nestability v disku zrúti priamo do seba vplyvom gravitácie. Výsledným objektom je plne vytvorená exoplanéta bez kamenného jadra, pretože plyny si zachovávajú viac tepla.

Exoplanéty, ktoré zažijú studený štart alebo horúci štart, sa musia ochladzovať rôznymi rýchlosťami, čo vedie k odlišným charakteristikám, ktoré by sme mali byť schopní pozorovať.

Vedci tvrdia, že charakteristiky HD-114082b nezodpovedajú modelu s horúcim štartom. Ich veľkosť a hmotnosť sú viac v súlade s primárnym narastaním. Ale aj tak je na svoju veľkosť stále dosť masívny. Buď obsahuje nezvyčajné jadro, alebo sa deje niečo iné.

„Je príliš skoro vzdať sa myšlienky horúceho štartu,“ hovorí Lönnhardt. „Všetko, čo môžeme povedať, je, že stále veľmi dobre nerozumieme vzniku obrovských planét.“

Exoplanéty sú jednou z troch planét, o ktorých vieme, že sú mladšie ako 30 miliónov rokov a pre ktoré astronómovia získali merania polomeru a hmotnosti. Zatiaľ sa všetky tri javia ako nekompatibilné s modelom nestability disku.

Tri je jasne veľmi malá veľkosť vzorky, ale tri za tri naznačuje, že primárna akumulácia je pravdepodobne bežnejšia z týchto dvoch.

„Aj keď na potvrdenie tohto trendu je potrebných viac takýchto planét, veríme, že teoretici by mali začať prehodnocovať svoje výpočty.“ Hovorí Zakhozai.

„Je vzrušujúce, ako sa naše výsledky pozorovania zapájajú do teórie formovania planét. Pomáhajú zlepšiť naše vedomosti o tom, ako tieto obrovské planéty rastú, a hovoria nám, kde sú medzery v našom chápaní.“

Výskum publikovaný v Astronómia a astrofyzika.