Astronomowie odkrywają sobowtóra słynnej planety

Credit: T. Dupuy, M. Liu

Pozory mogą mylić, także w przypadku planet pozasłonecznych. Astronomowie wykonali zdjęcie nowej planety, która wydaje się niemal dokładnie taka sama jak jeden z najlepiej zbadanych gazowych olbrzymów. Jednak ten sobowtór różni się od niego pod jednym, istotnym względem: pochodzenia.

“Odkryliśmy gazowego olbrzyma, który jest praktycznie bliźniakiem wcześniej znanej nam planety, ale okazuje się, że obydwa obiekty uformowały się w zupełnie inny sposób” mówi Trent Dupuy, astronom z Obserwatorium Gemini i główny autor badania.

Powstając w gwiezdnych żłobkach pyłu i gazu, gwiazdy rodzą się niczym kocięta w całych miotach, a następnie stopniowo rozchodzą się, każda w swoją stronę, oddalając się od miejsca swoich narodzin. Owe mioty składają się z bardzo różnorodnych gwiazd, od małych niedorostków niezdolnych do wytwarzania własnej energii (brązowe karły) po masywne gwiazdy, które kończą swoje życie w eksplozjach supernowych. W tym burzliwym gąszczu, wokół tych gwiazd powstają także planety. Gdy już w gwiezdnym żłobku wyczerpią się zapasy gazu, gwiazdy wraz ze swoimi planetami opuszczają miejsce narodzin, aby swobodnie przemierzać galaktykę. Właśnie z uwagi na ten exodus, astronomowie podejrzewają, że muszą istnieć planety, które powstały w tym samym obłoku i w tym samym czasie, ale krążące wokół gwiazd, które na przestrzeni eonów oddaliły się od siebie opuszczając miejsce, w którym powstały.

“Jak dotąd egzoplanety odkryte metodą bezpośredniego obrazowania były pojedyncze, i każda z nich była inna pod względem wyglądu i wieku. Odkrycie dwóch egzoplanet niemal identycznych a mimo to powstałych na różne sposoby otwiera nam nowe drzwi do zdobywania wiedzy o takich obiektach” mówi Michael Liu, astronom z Uniwersytetu Hawajskiego.

Dupuy, Liu wraz ze współpracownikami zidentyfikowali pierwszego takiego sobowtóra planetarnego. Pierwszy obiekt znany jest już od dawna – to beta Pictoris b, planeta o masie 13 mas Jowisza, jedna z pierwszych planet odkrytych metodą bezpośredniego obrazowania już w 2009 roku. Nowy obiekt o nazwie 2MASS 0249 c ma tę samą masę, jasność i widmo co beta Pictoris b.

Po odkryciu tego obiektu za pomocą teleskopu CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope), Dupoy wraz ze współpracownikami ustalił, że 2MASS 0249 c oraz beta Pictoris b powstały w tym samym gwiezdnym żłobku. Na pierwszy rzut oka oznacza to, że te dwa obiekty nie tylko są podobne, ale są prawdziwymi bliźniakami.

Widma w podczerwieni 2MASS 0249c oraz beta Pictoris b są do siebie podobne. W przeciwieństwie do tej pierwszej, beta Pictoris b krąży dużo bliżej swojej masywnej gwiazdy macierzystej i skryta jest w jasnym dysku okołogwiezdnym. Credit: T. Dupuy, ESO/A.-M. Lagrange et al

Niemniej jednak obie planety mają znacząco różne warunki życia, a konkretnie krążą wokół gwiazd różnych typów. Gwiazdą macierzystą dla beta Pictoris b jest gwiazda 10 razy jaśniejsza od Słońca, podczas gdy 2MASS 0249c krąży wokół pary  brązowych karłów 2000 razy słabszych od Słońca. Co więcej, beta Pictoris b znajduje się stosunkowo blisko swojej gwiazdy, w odległości około 9 jednostek astronomicznych, podczas gdy 2MASS 0249c znajduje się 2000 jednostek astronomicznych od swojego macierzystego układu podwójnego.

Te drastycznie różne sytuacje wskazują, że okres dojrzewania tych planet przebiegał zupełnie inaczej. Tradycyjny obraz powstawania gazowych olbrzymów, w którym planety zaczynają swoje życie jako małe skaliste jądra krążące wokół swoich gwiazd macierzystych i rosnące poprzez akumulację gazu z dysku otaczającego młodą gwiazdę jest prawdopodobny dla beta Pictoris b. W odróżnieniu od niego, gwiazda macierzysta 2MASS 0249c nie miała wystarczająco dużego dysku, aby powstał w niej gazowy olbrzym, zatem planeta prawdopodobnie powstała bezpośrednio akumulując gaz z pierwotnego gwiezdnego żłobka.

“2MASS 0249c oraz beta Pictoris b unaoczniają nam, że natura ma więcej niż jeden sposób tworzenia bardzo podobnych do siebie planet” mówi Kaitlin Kratter, astronomka z Uniwersytetu Arizońskiego.  “beta Pictoris b prawdopodobnie powstała tak jak uważamy, że powstaje większość gazowych olbrzymów. W przeciwieństwie do niej 2MASS 0249c wygląda jak za mały brązowy karzeł, który powstał w procesie kolapsu obłoku gazu. Obydwa obiekty uważane są za egzoplanety, ale 2MASS0249c dowodzi, że taka prosta klasyfikacja może przesłaniać nam skomplikowaną rzeczywistość.”

Źródło: CFHT