Objev družice CHEOPS popírá pravidla formování planet

Invertovaný exoplanetární systém nabízí nové poznatky o staré teorii formování planet. Začínáme si uvědomovat, jak výjimečná je naše vlastní Sluneční soustava a její historie, protože jsou objevovány další a další exoplanety. Objev čtvrté exoplanety v systému LHS 1903, uskutečněný v rámci programu mise CHEOPS agentury ESA, umisťuje skalnatou planetu přesně tam, kde by neměla být. Tento „systém obrácený naruby“ by mohl zpochybnit naše současné chápání formování planet.

Konec 20. století nám přinesl úhledný, byť zjednodušený pohled na formování planet, modelovaný naší vlastní Sluneční soustavou, s kamenitými terestrickými světy blízko Slunce, následovanými plynnými a ledovými obry ve vzdálenějším okolí. Nyní, po objevu více než 6 128 známých exoplanet a 4 560 exoplanetárních systémů, jejich počet stále roste. Podivný „zvěřinec“ horkých jupiterů, planet obíhajících kolem pulsarů a dalších nám ukázal, že naše vlastní klidná Sluneční soustava může být výjimkou z pravidla.

Nedávný objev čtvrté planety v systému LHS 1903 astronomy mátl, protože by mohl vyvrátit známé teorie o formování planet. LHS 1903 se nachází 116 světelných let daleko v souhvězdí Rysa na severní polokouli, poblíž hvězdy 21 Lyn o jasnosti +4,6 magnitudy. Primární hvězdou je červený trpaslík typu M. Čtyři planety představují dva kamenné světy („b“ a „e“, nejvnitřnější a nejvzdálenější), zatímco dva mezilehlé světy („c“ a „d“) jsou miniaturní „plynní trpaslíci“ v podobě Neptuna, kteří mají půl tuctu hmotností Země a více než dvojnásobek jejího průměru.

Satelit NASA s názvem TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) poprvé detekoval tři vnitřní tranzitující exoplanety v sérii pozorování mezi lety 2019 a 2023 a CHEOPS objevil čtvrtou planetu v roce 2026. Sonda Gaia vyloučila možnost dalších plynných obrů číhajících dále v systému kvůli absenci zkreslení pozorovaného v blízkém astrometrickém šumu. S oběžnou dráhou ve vzdálenosti 0,15 astronomické jednotky (AU) od hvězdy pro nejvzdálenější svět LHS 1903 e a s dobou oběhu 29 dní by se celý systém perfektně vešel do oběžné dráhy Merkuru ve Sluneční soustavě.

Studie byla publikována v časopise Science a provedl ji mezinárodní tým astronomů z univerzity v Bernu (UNIBE), Národního centra pro kompetence ve výzkumu planet (NCCRPS) a Ženevské univerzity (UNIGE).

Mise CHEOPS (Characterizing ExOPlanet Satellite) Evropské kosmické agentury byla vypuštěna v roce 2019. S nominální délkou mise 3,5 roku, která je nyní stále v prodlouženém provozu, hledá CHEOPS tranzitující exoplanety. Satelit CHEOPS byl navržen, postaven a z velké části provozován švýcarskými univerzitami UNIBE a UNIGE.

„Právě díky přesnosti družice CHEOPS jsme byli schopni tuto novou planetu detekovat,“ tvrdí Monika Lendlová (UNIGE) v nedávné tiskové zprávě. „Vzhledem k tomu, že kamenné planety se obvykle netvoří za hranicemi plynných obrů, tato planeta zcela převrací naše teorie!“

Tradiční teorie formování planet vylučují vznik plynných obrů blíže k hostitelské hvězdě. Vysoké teploty v protoplanetárním disku blízko hvězdy vylučují akumulaci plynu kolem skalnatých jader. Ve větší vzdálenosti se takové plynné obálky mohou hromadit a přetrvávat.

Očekávalo se, že jakýkoliv čtvrtý svět kolem LHS 1903 bude tento trend sledovat. Objev LHS 1903 vzdoroval očekáváním: migroval zbloudilý svět na svou současnou pozici, nebo byl možná na začátku svého vzniku zasažen jiným objektem, který ho zbavil jeho plynného obalu?

Další myšlenka, kterou mnozí vnímají jako první příklad vysvětlení, byla navržena před deseti lety. Čtyři planety se formovaly postupně, ale odděleně, nikoliv společně ve stejném časovém úseku. To by znamenalo, že LHS 1903 e jednoduše vyhladověla, bez dostatečného množství plynu k dispozici pro další růst.

„Čtvrtá planeta by skutečně měla nahromadit a udržet si velké množství plynu,“ informuje Yann Alibert (Space Research and Planetary Sciences Division – UNIBE) v nedávné tiskové zprávě. „Naše hypotéza je, že se vytvořila poté, co plyn zmizel z protoplanetárního disku, a tedy po druhé a třetí planetě systému, které jsou plynnými obry.“

LHS 1903 nám ukazuje příklad toho, jak podivné mohou být exoplanetární systémy. S objevováním dalších světů se může objevit více příkladů tohoto typu zastavené formace, protože do katalogu známých světů přidáváme postupně další exoplanety.

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/cheops-discovery-defies-planetary-formation-rules a https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Cheops/Cheops_discovers_late_bloomer_from_another_era

autor: František Martinek