Un sistem exoplanetar aflat la aproximativ 116 ani-lumină de Pământ ar putea schimba scenariul formării planetelor, potrivit cercetătorilor care l-au descoperit folosind telescoape de la NASA și Agenția Spațială Europeană (ESA). Patru planete orbitează LHS 1903, o stea pitică roșie, cel mai comun tip de stea din univers, și sunt aranjate într-o secvență aparte. Planeta cea mai interioară este stâncoasă, în timp ce următoarele două sunt gazoase, iar apoi, în mod neașteptat, planeta cea mai exterioară este, de asemenea, stâncoasă, scrie CNN.
Acest aranjament contrazice un model observat în mod obișnuit în întreaga galaxie și în propriul nostru sistem solar, unde planetele stâncoase (Mercur, Venus, Pământul și Marte) orbitează mai aproape de soare, iar cele gazoase (Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun) sunt mai departe.
Astronomii bănuiesc că acest model comun apare deoarece planetele se formează în interiorul unui disc de gaz și praf din jurul unei stele tinere, unde temperaturile sunt mult mai ridicate în apropierea corpului ceresc. În aceste regiuni interioare, compușii volatili precum apa și dioxidul de carbon sunt vaporizați, în timp ce doar materialele care pot rezista la căldură extremă, cum ar fi fierul și mineralele care formează roci, se pot aglomera în granule solide. Prin urmare, planetele care se formează acolo sunt în principal stâncoase.
Mai departe de stea, dincolo de ceea ce oamenii de știință numesc „linia zăpezii”, temperaturile sunt suficient de scăzute pentru ca apa și alți compuși să se transforme în gheață solidă, un proces care permite nucleelor planetare să crească rapid. Odată ce o planetă în curs de formare atinge o masă de aproximativ 10 ori mai mare decât cea a Pământului, gravitația sa este suficient de puternică pentru a atrage cantități uriașe de hidrogen și heliu, iar în unele cazuri, această creștere galopantă produce o planetă gazoasă gigantică, cum ar fi Jupiter sau Saturn.
„Paradigma formării planetelor este că avem planete interioare stâncoase foarte aproape de stele, cum ar fi în sistemul nostru solar. Aceasta este prima dată când avem o planetă stâncoasă atât de departe de steaua sa gazdă, și după aceste planete bogate în gaze”, a declarat Thomas Wilson, profesor asistent în cadrul departamentului de fizică al Universității din Warwick, Anglia, și primul autor al unui studiu despre descoperire, publicat joi în revista Science.
Planeta stâncoasă neașteptată, numită LHS 1903 e, are o rază de aproximativ 1,7 ori mai mare decât cea a Pământului, ceea ce o face ceea ce astronomii numesc un „super Pământ”: o versiune mai mare a planetei noastre, cu densitate și compoziție similare. Dar de ce se află acolo, sfidând logica și observațiile anterioare?
„Credem că aceste planete s-au format în medii foarte diferite una de cealaltă, iar acesta este aspectul unic al acestui sistem. Această planetă exterioară, care este mai stâncoasă în comparație cu cele două planete din mijloc, nu ar fi trebuit să apară, conform teoriei standard a formării. Dar ceea ce credem că s-a întâmplat este că s-a format mai târziu decât celelalte planete”, a spus Wilson.
Formațiune „epuizată de gaze”
Sistemul planetar a fost descoperit pentru prima dată folosind un satelit de supraveghere a exoplanetelor în tranzit, sau TESS, un telescop spațial NASA lansat în 2018 pentru a descoperi noi exoplanete. Sistemul a fost apoi analizat folosind satelitul CHaracterising ExOplanet Satellite al ESA, sau Cheops, lansat în 2019 pentru a studia stelele despre care se știe deja că găzduiesc exoplanete. Cercetătorii au folosit, de asemenea, date de la alte telescoape din întreaga lume, ceea ce a dus la o amplă colaborare internațională.
După ce au confirmat descoperirea ciudată a unui sistem planetar „întors spre exterior”, oamenii de știință au testat câteva ipoteze pentru a explica prezența planetei stâncoase celei mai exterioare, sperând să înțeleagă dacă aceasta s-ar fi putut forma printr-o coliziune între alte planete sau dacă ar putea fi rămășița unei planete bogate în gaze care și-a pierdut învelișul exterior.
„Am efectuat o mulțime de analize dinamice în acest studiu, practic am aruncat aceste planete una spre cealaltă și am aruncat alte planete spre aceste planete, văzând dacă am putea elimina atmosfera, dacă am putea crea aceste planete prin impacturi. Dar nu putem crea aceste planete în acest fel”, a spus Wilson, referindu-se la două posibile procese de formare.
Odată ce au exclus aceste posibilități, cercetătorii au ajuns la ceea ce Wilson numește un mecanism de formare „epuizat de gaze”, în care planetele s-au format una după alta și în ordine inversă față de sistemul nostru solar, începând cu planeta cea mai interioară și deplasându-se spre exterior.
„Acest mecanism de formare, în care începi cu planeta interioară și apoi te îndepărtezi de steaua gazdă, înseamnă că planeta cea mai exterioară s-a format la milioane de ani după cea mai interioară. Pentru că s-a format mai târziu, de fapt nu a mai rămas atât de mult gaz și praf pe disc pentru a construi această planetă”, a spus Wilson.
În sistemul nostru solar, giganții gazoși s-au format primii și rapid, urmați de cele patru planete stâncoase interioare. Există, de asemenea, corpuri stâncoase dincolo de orbita lui Neptun, cum ar fi Pluto, dar, în comparație cu LHS 1903 e, a spus Wilson, „acestea sunt mult mai mici, bogate în gheață și probabil s-au format mult mai târziu decât celelalte planete ale sistemului solar, ca urmare a unor coliziuni”.
„Descoperirea ar putea oferi unele dintre primele dovezi pentru inversarea scenariului privind modul în care se formează planetele în jurul celor mai comune stele din galaxia noastră”, potrivit Sarei Seager, profesoară de științe planetare și fizică la Institutul de Tehnologie din Massachusetts și coautoare a studiului.
Totuși, a adăugat ea, studiul se concentrează pe o interpretare dificilă, așadar dezbaterea rămâne deschisă.
„Chiar și într-un domeniu aflat în plină dezvoltare, noile descoperiri ne pot reaminti că mai avem mult de parcurs în înțelegerea modului în care sunt construite sistemele planetare”, a spus ea.
O chestiune de dezbatere
„LHS 1903 este un sistem planetar intrigant care îi poate învăța pe oamenii de știință multe despre modul în care se formează și evoluează planetele mici”, spune Heather Knutson, profesoară de științe planetare la Institutul de Tehnologie din California, care nu a fost implicată în studiu.
„Planeta e este deosebit de interesantă, deoarece poate găzdui potențial multe tipuri diferite de atmosfere și ar putea fi suficient de rece pentru ca apa să se condenseze. Aceasta ar fi o planetă fascinantă de observat cu Telescopul Spațial James Webb, care ar putea să ne poată spune mai multe despre proprietățile sale atmosferice”, a adăugat ea.
Potrivit Anei Glidden, cercetătoare postdoctorală la Institutul Kavli pentru Astrofizică și Cercetări Spațiale din cadrul MIT, sistemul LHS 1903, format din patru planete, poate servi drept laborator natural pentru studierea modului în care se formează planete mici în jurul unei stele diferite de soarele nostru. De asemenea, ea nu a participat la cercetare.
„Autorii concluzionează în mod rezonabil că planeta cea mai exterioară s-a format probabil într-o regiune cu puțin gaz, în loc să-și piardă atmosfera printr-o coliziune violentă”, a spus Glidden. adăugând că „observațiile viitoare ar putea permite oamenilor de știință să exploreze atmosferele lor și să înțeleagă mai bine cum se formează și evoluează diferite tipuri de planete”.
„Ipoteza formării prezentată în lucrare este interesantă, dar formarea planetelor este un proces complex pe care oamenii de știință încă încearcă să-l înțeleagă”, a avertizat Néstor Espinoza, astronom la Institutul de Știință al Telescopului Spațial din Baltimore, care nu a lucrat la studiu.
„Modul în care se formează planetele în jurul stelelor mici, cum ar fi LHS 1903, este acum subiect de dezbatere. Acest sistem adaugă un punct de date foarte interesant care va ajuta modelele de formare a planetelor să încerce să explice acest lucru în anii următori și sunt sigur că vom învăța ceva nou despre procesul de formare a planetelor odată ce acestea vor fi comparate între el”, a adăugat Espinoza.
Ştiri video recomandate
