Na przestrzeni ostatnich kilku dekad naukowcy odkryli ponad 5000 planet krążących wokół innych gwiazd niż Słońce. Nie oznacza to jednak wcale, że odkryliśmy już wszystkie planety krążące wokół naszej Gwiazdy Dziennej. W najnowszym artykule grupa naukowców przekonuje, że w zewnętrznych rejonach naszego układu planetarnego może znajdować się nawet pięć planet skalistych podobnych do Ziemi, których jeszcze nigdy nie widzieliśmy. Co więcej, pomimo dostępności rewelacyjnych instrumentów obserwacyjnych, naukowcy są przekonani, że odnalezienie tych ewentualnych planet nawet dzisiaj będzie niezwykle trudne.
Powszechnie przyjmuje się, że w Układzie Słonecznym znajdują się cztery planety skaliste, za którymi znajdują się cztery planety gazowe. Ten obraz jednak wcale nie musi stanowić pełnego obrazu. Naukowcy podejrzewają, że młode Słońce teoretycznie byłoby w stanie przechwycić przelatujące w jego pobliżu planety swobodne wyrzucone z objęć grawitacyjnych swoich gwiazd macierzystych i przemierzające przestrzeń międzygwiezdną i uwięzić je na rozległych orbitach wokół siebie. O tym, że takich planet jest wszędzie sporo, wiemy doskonale dzięki np. Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba, który — choć dopiero rozpoczął swoją pracę — odkrył ich już całe mrowie. Symulacje pokazują, że większość takich planet swobodnych to obiekty wielkości Marsa, choć np. w sercu Mgławicy Oriona odkryto chociażby całą grupę swobodnych gazowych olbrzymów.
Planety swobodne są wyrzucane przez jedne gwiazdy, a mogą być przechwycane grawitacyjnie przez inne, czyniąc z nich stałe elementy ich układów planetarnych. W nowym artykule opublikowanym 18 grudnia 2023 r. w czasopiśmie Astrophysical Journal Letters naukowcy sugerują, że także nasze własne Słońce na wczesnym etapie swojego rozwoju mogło również zwabiać w swoje otoczenie skaliste planety swobodne.
Aby określić prawdopodobieństwo takiego zdarzenia, autor badania Amir Siraj, doktorant astrofizyki na Uniwersytecie Princeton, wykorzystał kilka wcześniej opracowanych modeli, czyli zestawów równań, zbudowanych na podstawie obserwacji planet swobodnych. Zakładając, że nasza młoda gwiazda miała szansę 1 na 50 na uwięzienie takiej planety – co, jak zauważył, jest ostrożnym szacunkiem – Siraj przeprowadził 100 milionów symulacji, modyfikując takie czynniki, jak np. kształt orbity, aby określić, ile skalistych światów mogło grawitacyjnie przechwycić Słońce. Siraj założył również, że otoczenie młodego Słońca było dość tłoczne, co z pewnością utrudniałoby przechwytywanie planet.
Dodatkowe planety w Układzie Słonecznym? Teoretycznie możliwe
Symulacje wykazały, że dwie planety o masie podobnej do Marsa – lub od trzech do pięciu o masie podobnej do Merkurego – mogą aktualnie znajdować się w odległości około 1400 jednostek astronomicznych (AU) od Słońca, czyli w odległości, w której znajduje się hipotetyczny Obłok Oorta, źródło większości komet długookresowych.
Warto tutaj pamiętać, że żadna z tych potencjalnych planet nie ma nic wspólnego z teoretyczną planetą X odpowiedzialną za nietypowe orbity grupy obiektów Pasa Kuipera. Ta planeta o masie Neptuna miałaby się bowiem znajdować około 43 jednostek astronomicznych od Słońca.
Chociaż przechwycone skaliste planety swobodne byłyby prawdopodobnie bardziej podobne do Ziemi niż Planeta X, ich przydatność dla jakichkolwiek form życia pozostaje jedynie zagadką. Teoretycznie woda na takich planetach może występować w postaci czap polarnych, światło słoneczne docierające do jej powierzchni byłoby bardzo słabe. Słońce z odległości 1400 AU dostarczałoby na powierzchnię takiej planety tyle energii, ile Księżyc dostarcza na Ziemię. Nie zmienia to jednak faktu, że odkrycie takich obiektów byłoby niezwykle intrygujące. Skoro bowiem byłyby to przechwycone planety swobodne, to mielibyśmy na własnym podwórku przechwycone egzoplanety pochodzące z innych układów planetarnych.
Cały problem polega jednak na tym, że znalezienie tych planet będzie znacznie trudniejsze od znalezienia hipotetycznej Planety X, której przecież także nie jesteśmy w stanie mimo lat poszukiwań odnaleźć. Jakby nie patrzeć, są one od niej mniejsze i znajdują się kilkadziesiąt razy dalej od Słońca niż ona. Naukowcy są jednak przekonani, że gdyby taka planeta znajdowała się bliżej niż 700 AU od Słońca, to powstające właśnie Obserwatorium Very C. Rubin, które zostanie uruchomione już w 2025 roku, teoretycznie miałoby szansę taką planetę odkryć. Pozostaje zatem trzymać kciuki i czekać.