TOI-6894b: gigantyczna planeta przy miniaturowej gwieździe zaskakuje naukowców

Nasze rozumienie powstawania planet staje przed kolejnym wyzwaniem. Astronomowie natrafili na niezwykły układ planetarny, który wydaje się przeczyć dotychczasowym teoriom formowania się planet gazowych. W centrum tej zagadki znajduje się maleńka gwiazda TOI-6894 oraz krążąca wokół niej planeta o rozmiarach zbliżonych do Saturna.

Gwiazda TOI-6894 to czerwony karzeł o zaledwie 23% promienia i 21% masy Słońca. Jest jedną z najmniejszych znanych gwiazd, wokół których krąży tak duża planeta. TOI-6894b – bo tak nazwano planetę – ma promień wynoszący aż 86% promienia Jowisza, choć jej masa to jedynie 17% masy największej planety Układu Słonecznego. To oznacza, że planeta jest wyjątkowo lekka, o bardzo niskiej gęstości, co sugeruje rozdętą, rozległą atmosferę.

Zgodnie z obowiązującymi teoriami planetarne olbrzymy nie powinny powstawać wokół tak niewielkich gwiazd. Przyjmuje się, że masa dysku protoplanetarnego – czyli gazowo-pyłowego obłoku otaczającego młodą gwiazdę – jest proporcjonalna do masy samej gwiazdy. Tymczasem w przypadku TOI-6894 masa ta powinna być zbyt mała, aby umożliwić uformowanie się gazowego giganta.

Planeta TOI-6894b została odkryta dzięki danym z misji TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) prowadzonej przez NASA. Edward Bryant, astrofizyk z University of Warwick, wraz ze swoim zespołem przeanalizował dane z ponad 91 000 czerwonych karłów w poszukiwaniu ukrytych planet olbrzymów. Przełom nastąpił, gdy zauważyli głębokie przyciemnienie światła gwiazdy TOI-6894 – aż o 17% – co wskazywało na tranzyt wyjątkowo dużej planety.

Potwierdzenia odkrycia dokonano za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego. Pomiar średnicy gwiazdy (około 320 000 km) i planety (ok. 120 000 km) wykazał, że proporcje między nimi są niezwykle nietypowe. Jeszcze bardziej zaskakujące były pomiary masy planety, potwierdzające jej nadzwyczaj niską gęstość.

Z uwagi na swoją strukturę TOI-6894b stanowi idealny obiekt do badań atmosferycznych. Podczas tranzytu część światła gwiazdy przechodzi przez atmosferę planety i ulega subtelnym zmianom pod wpływem obecnych tam pierwiastków i cząsteczek. Analizując to „przefiltrowane” światło, naukowcy mogą odczytać skład chemiczny atmosfery. Zespół badaczy złożył już wniosek o czas obserwacyjny przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, licząc na wykrycie m.in. metanu – związku spodziewanego przy niskiej temperaturze tej planety.

Odkrycie TOI-6894b otwiera nowe pytania dotyczące mechanizmów powstawania planet. Tradycyjne modele – powolna akrecja materii na masywne jądro lub gwałtowne zapadanie się fragmentów dysku – nie tłumaczą w pełni tego przypadku. Dalsze badania mogą pomóc w zrewidowaniu tych modeli i lepszym zrozumieniu procesów prowadzących do powstania różnorodnych układów planetarnych we Wszechświecie.

Źródło: Nature Astronomy

More Posts