Zaskakująca "zakazana planeta" odkryta poza naszym układem słonecznym

Ilustracja artysty pokazuje dużą planetę gazowego olbrzyma (pierwszy plan) krążącą wokół małej czerwonej gwiazdy karłowatej o nazwie TOI 5205.| Katherine Cain/Carnegie Institution for Science

Nieoczekiwany rozmiar nowo odkrytego świata, nazwanego TOI 5205b, skłonił badaczy do nazwania go „zakazaną planetą”.

Mniej więcej wielkości Jowisza, został on dostrzeżony przez naukowców używających należącego do NASA satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite, lub
TESS. Jowisz jest największą planetą w naszym Układzie Słonecznym. 

Misja polująca na planety, uruchomiona w 2018 roku, bada światło najbliższych i najjaśniejszych gwiazd, aby dostrzec spadki w świetle gwiazd, co sugeruje, że te gwiazdy mają planety krążące wokół nich. Misja TESS znalazła tysiące potencjalnych planet.

Egzoplaneta orbituje wokół czerwonej gwiazdy karłowatej o nazwie TOI-5205, która ma około 40% wielkości i masy naszego Słońca oraz około 5 660 stopni Fahrenheita (3 127 stopni Celsjusza) temperatury w porównaniu z płonącą średnią Słońca 9 980 F (5 527 C).

Gwiazda karłowata M jest mniejsza, chłodniejsza i bardziej czerwona niż nasze Słońce. Te ciemne gwiazdy są jednymi z najczęściej występujących we
Wszechświecie, a w ostatnich latach astronomowie odkryli, że gwiazdy karłowate M częściej posiadają planety krążące wokół nich.

Astronomowie nie spodziewali się jednak, że tak małe gwiazdy mogą zawierać gigantyczne planety – i właśnie to odkryli, gdy przyjrzeli się bliżej układowi
planetarnemu TOI-5205.

Praca szczegółowo opisująca te odkrycia została opublikowana we wtorek w The Astronomical Journal.

„Gwiazda gospodarza, TOI-5205, jest tylko około cztery razy większa od Jowisza, a jednak udało jej się w jakiś sposób uformować planetę wielkości Jowisza, co jest dość zaskakujące,” powiedział autor badania Shubham Kanodia, pracownik naukowy Carnegie Institution for Science w Waszyngtonie, DC, w oświadczeniu.

Astronomowie znaleźli już kilka gazowych olbrzymów krążących wokół starszych gwiazd typu M, ale TOI 5205b jest pierwszym gazowym olbrzymem znalezionym wokół karła typu M o niskiej masie.

Badacze porównali planetę do grochu krążącego wokół cytryny. W naszym układzie słonecznym Jowisz mógłby być porównany do grochu krążącego wokół grejpfruta (stojącego w miejscu naszego Słońca).

Jeśli chodzi o względny rozmiar, TOI-5205b (na dole po lewej) krążąca wokół czerwonej gwiazdy karłowatej (u góry po lewej) jest podobna do grochu krążącego wokół cytryny, a planeta podobna do Jowisza (na dole po prawej) krążąca wokół gwiazdy podobnej do Słońca (u góry po prawej) jest porównywalna do grochu krążącego wokół grejpfruta.| Katherine Cain/Carnegie Institution for Science

Kiedy TOI 5205b przechodzi przed swoją gwiazdą podczas orbity, planeta blokuje 7% jej światła.

Odkrycie układu planetarnego rzuca wyzwanie teoriom na temat powstawania planet.

Gwiazdy tworzą się z masywnych obłoków gazu i pyłu w przestrzeni kosmicznej. Resztki materiału z formowania się gwiazd wirują wokół gwiazdy i tworzą wirujący dysk, w którym rodzą się planety.

„Istnienie TOI-5205b rozciąga to, co wiemy o dyskach, w których rodzą się te planety” – powiedział Kanodia.  

„Na początku, jeśli w dysku nie ma wystarczająco dużo skalistego materiału, aby uformować początkowe jądro, wtedy nie można uformować planety gazowego olbrzyma. A na końcu, jeśli dysk wyparuje zanim utworzy się masywne jądro, wtedy nie można utworzyć planety gazowego olbrzyma. A jednak TOI-5205b uformowała się pomimo tych barier. Bazując na naszym nominalnym, obecnym zrozumieniu formowania się planet, TOI-5205b nie powinna istnieć; jest „zakazaną” planetą.”

Naukowcy chcą w przyszłości obserwować planetę za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, co mogłoby wykryć, czy TOI-5205b ma atmosferę i odsłonić więcej tajemnic na temat tego, jak się uformowała.

Dane zebrane z Habitable Zone Planet Finder na 10-metrowym Teleskopie Hobby-Eberly w Obserwatorium McDonald Uniwersytetu Teksańskiego w Austin pokazują potencjał przyszłych odkryć, według zespołu badawczego. 

Obserwacje „już teraz wskazują na obecność większej liczby takich planet, co sugeruje, że TOI-5205 b – choć zdecydowanie odstająca – nie jest jedyną” – napisał Kanodia we wpisie na blogu.