Откривен „изврнути“ планетарни систем за који научници кажу да не би требало да постоји

Четири планете круже око ЛХС 1903, црвеног патуљка и најчешће врсте звезда у свемиру, а распоређене су у необичном редоследу. Најближа планета је стеновита, следеће две су гасовите, а затим је, неочекивано, најудаљенија планета такође стеновита.

Овакав распоред противречи обрасцу који се често уочава широм галаксије и у нашем Сунчевом систему, где стеновите планете (Меркур, Венера, Земља и Марс) орбитирају ближе Сунцу, док су гасовите (Јупитер, Сатурн, Уран и Нептун) удаљеније.

Астрономи претпостављају да овај уобичајени образац настаје зато што се планете формирају унутар диска гаса и прашине око младе звезде, где су небеска тела изложенија много вишим температурама. У тим унутрашњим регионима нестају испарљива једињења попут воде и угљен-диоксида, док се само материјали који могу издржати екстремну топлоту, попут гвожђа и минерала који граде стене, могу спојити у чврста зрна. Планете које ту настају зато су претежно стеновите.

Даље од звезде, изван онога што научници називају „линијом снега“, температуре су довољно ниске да вода и друга једињења кондензују у чврсти лед – процес који омогућава планетарним језгрима да брзо расту. Када планета у формирању достигне око десет пута већу масу од Земљине, њена гравитација постаје довољно снажна да привуче огромне количине водоника и хелијума, а у неким случајевима овај убрзани раст ствара џиновску гасовиту планету попут Јупитера или Сатурна.

„Парадигма формирања планета јесте да имамо стеновите унутрашње планете веома близу звездама, као у нашем Сунчевом систему. Ово је први пут да имамо стеновиту планету толико далеко од своје матичне звезде, и то после ових гасовитих планета“, рекао је Томас Вилсон, доцент на одсеку за физику Универзитета у Ворику у Енглеској и први аутор студије о овом открићу објављене у часопису Сајенс.

Неочекивана стеновита планета, названа ЛХС 1903 е, има полупречник око 1,7 пута већи од Земљиног, што је сврстава у оно што астрономи називају „супер-Земљом“, већом верзијом наше планете са сличном густином и саставом. Али зашто се она налази тамо, пркосећи логици и претходним посматрањима?

„Мислимо да су ове планете настале у веома различитим окружењима, што је оно што овај систем чини јединственим. Ова спољашња планета, која је стеновитија у поређењу са средње две планете, према стандардној теорији формирања није требало да настане. Али мислимо да се формирала након осталих планета“, навео је Вилсон.

Формирање уз „смањену количину гаса“

Планетарни систем је први пут откривен помоћу сателита "Transiting Exoplanet Survey Satellite" (TESS), свемирског телескопа Насе лансираног 2018. године за откривање нових егзопланета. Систем је затим анализиран помоћу Есиног сателита "Characterising ExOPlanet Satellite" (Cheops), лансираног 2019. године ради проучавања звезда за које је већ познато да имају егзопланете. Истраживачи су такође користили податке са других телескопа широм света, што је довело до велике међународне сарадње.

Након што су потврдили необично откриће „изокренутог“ планетарног система, научници су тестирали неколико хипотеза како би објаснили присуство најудаљеније стеновите планете, покушавајући да утврде да ли је могла настати сударом других планета или је можда остатак гасовите планете која је изгубила свој спољашњи омотач.

„У овој студији спровели смо много динамичких анализа, у суштини сударајући ове планете међусобно и са другим планетама, проверавајући да ли је могуће уклонити атмосферу или створити ове планете путем удара. Али на тај начин не можемо добити ове планете“, рекао је Вилсон, мислећи на два могућа процеса формирања.

Након што су искључили те могућности, истраживачи су закључили да је реч о механизму формирања уз „смањену количину гаса“, у којем су планете настајале једна за другом и обрнутим редоследом у односу на наш Сунчев систем, почевши од најближе планете и крећући се ка споља.

„Овај механизам формирања, где почињете са унутрашњом планетом па се удаљавате од матичне звезде, значи да се најудаљенија планета формирала милионима година након најближе. А пошто је настала касније, у диску није остало много гаса и прашине од којих би се могла изградити“, истакао је Вилсон.

У нашем Сунчевом систему гасовити џинови формирали су се први и брзо, након чега су настале четири унутрашње стеновите планете. Постоје и стеновита тела изван орбите Нептуна, попут Плутона, али су, у поређењу са ЛХС 1903 е, много мања, богата ледом и вероватно су настала много касније од осталих планета Сунчевог система, као резултат судара.

Откриће би могло пружити „неке од првих доказа о промени досадашњег схватања начина на који планете настају око најчешћих звезда у нашој галаксији“, рекла је Сара Сигер, професорка планетарне науке и физике на Технолошком институту Масачусетса и коауторка студије.

Ипак, додала је да се студија заснива на сложеном тумачењу, па расправа остаје отворена. „Чак и у области која сазрева, нова открића нас могу подсетити да још имамо дуг пут до потпуног разумевања како се планетарни системи формирају“, додала је Сигерова.