Novoizmerena egzoplaneta ostavila je astronome duboko zbunjene.
Nakon merenja veoma mlade egzoplanete veličine Jupitera po imenu HD-114082b, naučnici su otkrili da se njena svojstva ne poklapaju ni sa jednim od dva popularna modela formiranja planeta gasnog giganta, navodi se u časopisu Astronomy & Astrophysics.
Jednostavno rečeno, pretežak je za svoje godine.
„U poređenju sa trenutno prihvaćenim modelima, HD-114082b je otprilike dva do tri puta pregusta za mladog gasnog giganta sa samo 15 miliona godina starosti“, objašnjava astrofizičar Olga Zahožaj sa Instituta Maks Plank za astronomiju u Nemačkoj.
Orbitira oko zvezde po imenu HD-114082 udaljene oko 300 svetlosnih godina, egzoplaneta je bila predmet intenzivne kampanje prikupljanja podataka. Sa samo 15 miliona godina, HD-114082b je jedna od najmlađih egzoplaneta ikada pronađenih, a razumevanje njenih osobina moglo bi dati tragove o tome kako se planete formiraju – proces koji nije u potpunosti shvaćen.
Potrebne su dve vrste podataka za sveobuhvatnu karakterizaciju egzoplanete, na osnovu efekta koje ona ima na zvezdu domaćina. Podaci o tranzitu su zapis načina na koji se svetlost zvezde zatamnjuje kada egzoplaneta u orbiti prođe ispred nje. Ako znamo koliko je zvezda sjajna, to slabo zatamnjenje može otkriti veličinu egzoplanete.
Podaci o radijalnoj brzini, s druge strane, predstavljaju zapis o tome koliko se zvezda klati na mestu kao odgovor na gravitaciono povlačenje egzoplanete. Ako znamo masu zvezde, onda nam amplituda njenog kolebanja može dati masu egzoplanete.
Skoro četiri godine, istraživači su prikupljali posmatranja radijalne brzine HD-114082. Koristeći kombinovane podatke o tranzitu i radijalnoj brzini, istraživači su utvrdili da HD-114082b ima isti radijus kao Jupiter – ali je 8 puta veći od Jupiterove mase. To znači da je egzoplaneta otprilike dvostruko veća od gustine Zemlje i skoro 10 puta od Jupiterove gustine.
Veličina i masa ove mlade egzoplanete znače da je malo verovatno da će biti super velika stenovita planeta; gornja granica za njih je oko 3 Zemljina radijusa i 25 Zemljinih masa.
Takođe postoji veoma mali raspon gustine u stenovitim egzoplanetama. Iznad ovog opsega, telo postaje gušće, a gravitacija planete počinje da zadržava značajnu atmosferu vodonika i helijuma.
HD-114082b je u velikoj meri premašuje te parametre, što znači da je gasni gigant. Ali astronomi jednostavno ne znaju kako je do toga došlo.
„Mislimo da se džinovske planete mogu formirati na dva moguća načina“, kaže astronom Ralf Launhardt iz MPIA. „Oboje se javljaju unutar protoplanetarnog diska gasa i prašine raspoređenih oko mlade centralne zvezde.
Ova dva načina se nazivaju ‘hladni start’ ili ‘vrući start’. U hladnom startu, smatra se da se egzoplaneta formira, kamenčić po kamenčić, od krhotina u disku koji kruži oko zvezde.
Komadi se privlače, prvo elektrostatički, a zatim gravitaciono. Što više mase dobija, brže raste, sve dok ne postane dovoljno masivan da izazove beskonačno nakupljanje vodonika i helijuma, najlakših elemenata u Univerzumu, što rezultira masivnim gasovitim omotačem oko kamenog jezgra.
S obzirom da gasovi gube toplotu dok padaju prema jezgru planete i formiraju atmosferu, to se smatra relativno hladnom opcijom.
Vrući početak je takođe poznat kao nestabilnost diska, i smatra se da se javlja kada se uskovitlana oblast nestabilnosti na disku direktno urušava u sebe pod dejstvom gravitacije. Dobijeno telo je potpuno formirana egzoplaneta koja nema stenovito jezgro, gde gasovi zadržavaju više svoje toplote.
Egzoplanete koje imaju hladan ili vruć start treba da se ohlade različitim brzinama, proizvodeći različite karakteristike koje bi trebalo da možemo da posmatramo.
Osobine HD-114082b ne odgovaraju modelu vrućeg starta, kažu istraživači; njegova veličina i masa su u skladu sa akrecijom jezgra. Ali čak i tada, i dalje je previše masivan za svoju veličinu. Ili ima neobično čupavo jezgro, ili se nešto drugo dešava.
„Prerano je napustiti pojam vrućeg početka“, kaže Launhardt. „Sve što možemo da kažemo je da još uvek ne razumemo dobro formiranje džinovskih planeta.
Egzoplaneta je jedna od tri za koje znamo da su mlađe od 30 miliona godina, za koje su astronomi dobili merenja radijusa i mase. Do sada, sva tri izgleda nisu u skladu sa modelom nestabilnosti diska.
Očigledno, tri je veoma mala veličina uzorka, ali tri za tri sugeriše da bi možda akrecija jezgra mogla biti češća od ta dva.
„Iako je potrebno više takvih planeta da bi se potvrdio ovaj trend, verujemo da bi teoretičari trebalo da počnu da ponovo procenjuju svoje proračune“, kaže Zahožaj.
„Uzbudljivo je kako se naši rezultati posmatranja vraćaju u teoriju formiranja planeta. Oni pomažu da poboljšamo naše znanje o tome kako ove džinovske planete rastu i govore nam gde leže praznine u našem razumevanju.“
