Tato obří planeta by neměla existovat – ale astronomové ji objevili u malé hvězdy

Malá hvězda o hmotnosti pouhé pětiny našeho Slunce šokovala astronomy tím, že hostí planetu typu plynného obra TOI-6894 b – něco, co se dlouho považovalo za téměř nemožné. Tento objev, který byl učiněn díky datům z družice TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) a potvrzen jedním z největších teleskopů na světě, zpochybňuje přední teorie vzniku planet.

Objev planety kolem malé hvězdy
TOI-6894 je malý červený trpaslík o hmotnosti pouhých 20 % hmotnosti našeho Slunce. Takové hvězdy jsou v Galaxii běžné, ale obvykle nejsou považovány za pravděpodobný domov obřích planet. Ve skutečnosti se astronomové dlouho domnívali, že takovéto hvězdy s nízkou hmotností nemají vhodné podmínky pro vznik nebo podporu velkých planet vůbec.

Vědci však v novém překvapivém objevu publikovaném v časopise Nature Astronomy objevili jasnou stopu obří planety s názvem TOI-6894 b, která obíhá kolem této malé hvězdy.

Planeta byla objevena během rozsáhlého průzkumu dat z mise NASA s názvem TESS, která hledá exoplanety sledováním jasnosti stálic. Projekt se zaměřil na vyhledávání obřích planet kolem menších hvězd a vedl jej Edward Bryant, který výzkum prováděl na University of Warwick a Mullard Space Science Laboratory UCL.

Přelomový objev ve výzkumu exoplanet
Edward Bryant, laureát Warwické ceny za astrofyziku a první autor článku, řekl: „Tento objev mě velmi nadchl. Původně jsem v rámci pozorování více než 91 000 hvězd s nízkou hmotností – červených trpaslíků – v programu TESS hledal obří planety. Pak jsem pomocí pozorování provedených jedním z největších dalekohledů na světě, VLT ESO, objevil TOI-6894 b, obří planetu tranzitující přes hvězdu s nejnižší dosud známou hmotností, která takovou planetu hostí. Neočekávali jsme, že by planety jako TOI-6894 b mohly vznikat kolem hvězd s tak nízkou hmotností. Tento objev se stane základním kamenem pro pochopení extrémů vzniku obřích planet.“

Nejlehčí hvězda s obří planetou
Planeta TOI-6894 b je plynný obr s nízkou hustotou a poloměrem o něco větším než Saturn, ale s hmotností jen ~50 % Saturnovy hmotnosti. Hvězda TOI-6894 je hvězdou s nejnižší hmotností, u které byla dosud objevena tranzitující obří planeta, a její velikost je pouze 60 % velikosti jiné nejmenší hvězdy, která takovou planetu hostí.

Daniel Bayliss, docent na Univerzitě ve Warwicku, řekl: „Většina hvězd v naší Galaxii jsou ve skutečnosti přesně takové malé hvězdy s nízkými hmotnostmi, o nichž se dříve předpokládalo, že nemohou hostit plynné obří planety. Skutečnost, že tato hvězda hostí obří planetu, má tedy velký význam pro celkový počet obřích planet, které podle našich odhadů v naší Galaxii existují.“

Vincent Van Eylen z Mullard Space Science Laboratory na UCL řekl: „Je to zajímavý objev. Vůbec nechápeme, jak může hvězda s tak malou hmotností vytvořit tak masivní planetu! To je jeden z cílů pátrání po dalších exoplanetách. Díky nalezení planetárních systémů odlišných od Sluneční soustavy můžeme testovat naše modely a lépe pochopit, jak se Sluneční soustava zformovala.“

Přehodnocení modelů vzniku planet
Nejrozšířenější teorie vzniku planet se nazývá teorie akrece jádra. Jádro planety vzniká nejprve akrecí (postupným hromaděním materiálu), a jak jádro nabývá na hmotnosti, přitahuje nakonec plyny, které tvoří atmosféru. Poté se stane dostatečně hmotným, aby mohlo vstoupit do procesu akrece plynu a stát se plynným obrem.

Podle této teorie je vznik plynných obrů v okolí hvězd s nízkou hmotností obtížnější, protože množství plynu a prachu v protoplanetárním disku kolem hvězdy (surovina pro vznik planet) je příliš omezené na to, aby se mohlo vytvořit dostatečně hmotné jádro a aby mohl proběhnout celý proces. Přesto existence TOI-6894 b (obří planety obíhající kolem hvězdy s extrémně nízkou hmotností) naznačuje, že tento model nemůže být zcela přesný a že je zapotřebí alternativních teorií.

Nevyřešená hádanka vzniku
Edward dodal: „Vzhledem k hmotnosti planety mohla TOI-6894 b vzniknout přechodným procesem akrece jádra, při kterém se formuje protoplaneta a postupně nabaluje plyn, aniž by se jádro stalo dostatečně hmotným pro akreci plynu. Případně se mohla zformovat v důsledku gravitačně nestabilního disku. V některých případech se disk obklopující hvězdu stane nestabilním v důsledku gravitační síly, kterou na sebe působí. Takové disky se pak mohou roztříštit, přičemž plyn a prach se zhroutí a vytvoří planetu.“

Tým však zjistil, že ani jedna z teorií nedokáže na základě dostupných dat zcela vysvětlit vznik TOI-6894 b, takže původ této obří planety zůstává prozatím otevřenou otázkou.

Zdroj: https://scitechdaily.com/this-giant-planet-shouldnt-exist-but-astronomers-just-found-it-around-a-tiny-star/

autor: František Martinek