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.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
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