Grupa astronoma doživjela je iznenađenje kad su otkrili masivnu planetu koja je više od 13 puta teža od Zemlje, kako orbitira oko hladne, tamnocrvene zvijezde devet puta manje mase od Sunca, ranije ove godine. Manja zvijezda, poznata kao M zvijezda, nije samo manja od Sunca u Sunčevom sustavu, već je i 100 puta manje sjajna. Prema očekivanjima, takva zvijezda ne bi trebala imati dovoljno materijala u svom disku za stvaranje tako masivne planete.
Tijekom proteklog desetljeća, tim je konstruirao novi instrument na Penn Stateu sposoban detektirati svjetlost od ovakvih tamnih, hladnih zvijezda na valnim duljinama koje ljudsko oko teško registrira, u bliskom infracrvenom području, gdje takve zvijezde većinu svjetlosti emitiraju.
Povezan s teleskopom Hobby-Eberly veličine 10 metara na Zapadnom Teksasu, instrument nazvan “Habitable Zone Planet Finder” može mjeriti suptilne promjene u brzini zvijezde kako je planeta gravitacijski vuče. Ova tehnika, poznata kao Doppler radialna brzinska tehnika, izvrsna je za otkrivanje egzoplaneta, piše Science Alert.
Koja je svrha ove tehnike
Prije trideset godina, Dopplerova tehnika omogućila je otkriće 51 Pegasi b, prvog poznatog egzoplaneta u orbiti oko slične Suncu zvijezde. Astronomi su od tada poboljšali ovu tehniku. Ovi sve precizniji izmjereni podaci imaju važan cilj: omogućiti otkriće stjenovitih planeta u stambenim zonama, područjima oko zvijezda gdje se može održavati tekuća voda na površini planeta.
Trenutno Dopplerova tehnika još uvijek nema sposobnost otkrivanja planeta veličine Zemlje u stambenim zonama oko zvijezda veličine Sunca. Međutim, hladne i tamne M zvijezde pokazuju veći Dopplerov potpis za istu planetu veličine Zemlje.
Manja masa zvijezde dovodi do snažnijeg vučenja planeta u orbiti. I niža svjetlost rezultira bližom stambenom zonom i kraćom orbitom, što također olakšava detekciju planeta.
Kako je došlo do ove situacije
Planete oko ovakvih manjih zvijezda bile su cilj za koji je tim konstruirao instrument Habitable Zone Planet Finder. Novo otkriće, objavljeno u časopisu Science, ogromne planete koja kruži blizu hladne M zvijezde LHS 3154 došlo je kao pravo iznenađenje.
Planete se formiraju u diskovima sastavljenim od plina i prašine. Ti diskovi privlače prašinu koja raste u kamenčiće i na kraju se kombinira u čvrstu jezgru planeta. Nakon što se jezgra formira, planeta može gravitacijski privući čvrstu prašinu, kao i okolni plin poput vodika i helija. Međutim, treba joj puno mase i materijala da to uspješno postigne. Ovaj način formiranja planeta naziva se jezgrom akrecije.
Zvijezda s tako malom masom kao LHS 3154, devet puta manjom od Sunca, trebala bi imati odgovarajuće niskomasaški disk za formiranje planeta. Tipičan disk oko takve zvijezde ne bi jednostavno trebao imati dovoljno čvrstih materijala ili mase da stvori dovoljno tešku jezgru za stvaranje takve planete.
Na temelju računalnih simulacija koje je proveo tim, zaključili su da takva planeta treba disk barem deset puta masivniji od uobičajeno pretpostavljenih izravnih promatranja diskova koji tvore planete.
Još jedna teorija
Druga teorija formiranja planeta, gravitacijska nestabilnost – gdje plin i prašina u disku prolaze izravni kolaps za formiranje planeta – također se bori objasniti formiranje takve planete bez vrlo masivnog diska. Hladne, tamne M zvijezde najčešće su zvijezde u našoj galaksiji. Prema mitologiji DC stripova, domovina Supermana, planeta Krypton, kružila je oko M patuljaste zvijezde.
Astronomi znaju, na temelju otkrića provedenih s Habitable Zone Planet Finder i drugim instrumentima, da su divovske planete u bliskim orbitama oko najmasivnijih M zvijezda najmanje deset puta rjeđe nego one oko sličnih Suncu zvijezda.
I ne zna se za takve masivne planete u bliskim orbitama oko najmanjih M zvijezda – sve do otkrića LHS 3154b.
Razumijevanje kako se planete formiraju oko naših najhladnijih susjeda pomoći će nam razumjeti kako se planete općenito formiraju i kako se stjenoviti svjetovi oko najbrojnijih vrsta zvijezda formiraju i razvijaju. Ova linija istraživanja također bi mogla pomoći astronomima da shvate jesu li M zvijezde sposobne podržavati život, prenosi klik.
