Astronómovia skúmajú neobyčajný pár planét. Dvojica zložená z minineptúna a horúceho jupitera sa pravdepodobne sformovala oveľa ďalej od svojej hviezdy a až neskôr migrovala bližšie k nej.
V roku 2019 vedci objavili svet veľkosti Neptúna, ktorý obieha svoju hviezdu každé štyri dni, a v jeho blízkosti exoplanétu typu horúci Jupiter. Takéto horúce jupitery s vnútornými sprievodnými planétami sú mimoriadne zriedkavé. Astronómovia sa domnievajú, že takéto planéty zvyčajne vytlačia všetkých blízkych susedov z ich obežných dráh. Vedci preto systém skúmali pomocou Vesmírneho teleskopu Jamesa Webba (JWST).
Putujúca dvojica
Pri pozorovaní atmosféry menšej planéty TOI-1130b zistili, že je bohatá na prchavé látky, ako sú oxid uhličitý, voda a oxid siričitý – molekuly, ktoré sa zvyčajne zhromažďujú okolo planét vznikajúcich oveľa ďalej od hviezdy. Aby mohla tieto látky nazbierať, musela sa planéta podobná Neptúnu pravdepodobne vytvoriť za tzv. ľadovou hranicou, ktorá určuje oblasť, kde môžu rôzne prchavé látky zamŕzať do podoby ľadu.
V prípade TOI-1130b sa hranica vodného ľadu nachádza približne v takej vzdialenosti od svojej hviezdy, aká zodpovedá polovici vzdialenosti medzi Zemou a Slnkom (asi 75 miliónov km). Po svojom vzniku sa planéta postupne presúvala smerom dovnútra cez protoplanetárny disk hviezdy – hustý disk plynu a prachu, v ktorom vznikajú planéty. Horúci jupiter, ktorý sa zrejme tiež vytvoril ďaleko od hviezdy, ju musel na tejto ceste sprevádzať. Toto je zatiaľ najsilnejší dôkaz podporujúci myšlienku migrácie v disku pre obe planéty, tvrdí Chelsea Huangová z University of Southern Queensland v Austrálii.
Prchavé látky v atmosfére
TOI-1130b má približne 3,5-násobný priemer Zeme a takmer 20-násobnú hmotnosť. Ide o bežný typ exoplanéty s veľkosťou medzi Zemou a Neptúnom, hoci v našej Slnečnej sústave podobnú planétu nemáme. Keď sme tento systém objavili, vedeli sme, že jeho usporiadanie je výnimočné. Mysleli sme si, že by bolo skvelé využiť ho na testovanie teórií migrácie planét, približuje Ch. Huangová.
V auguste 2024 tím pozoroval atmosféru TOI-1130b počas jej prechodu popred hviezdu. Počas tranzitu molekuly v atmosfére absorbujú svetlo hviezdy a zanechávajú odtlačky prstov, ktoré môžu vedci identifikovať v infračervenom spektre. Zachytiť presný okamih tranzitu nebolo jednoduché, pretože obe planéty sa navzájom gravitačne ovplyvňujú, čo robí ich pohyb menej predvídateľným. Keď sa však vedcom podarilo získať spektrum minineptúna, objavili hustú atmosféru bohatú na prchavé látky. To spolu s nezvyčajnou architektúrou systému potvrdilo, že planéty sa museli vytvoriť spoločne ďalej od hviezdy a potom migrovať smerom dovnútra.
Pomaly a jemne
Hoci sa malé zhluky prchavých látok môžu niekedy presúvať smerom dovnútra od ľadovej hranice, horúci jupiter by zabránil tomu, aby sa dostali k minineptúnu. Túto planétu možno oveľa lepšie vysvetliť za predpokladu, že vznikla za ľadovou hranicou, objasňuje Saugata Barat z Massachusettského technologického inštitútu. Mnohé horúce jupitery sa podľa vedcov tiež formujú ďaleko od svojej hviezdy. Gravitačné interakcie potom narušia ich obežné dráhy a vrhnú ich do blízkosti hviezdy. Vnútorné planéty to zvyčajne neprežijú – veľká planéta ich vyhodí zo systému. V prípade tejto dvojice však zrejme išlo o pokojnejší proces. Interakcie s diskom plynu a prachu planéty postupne spomaľovali a jemne ich posúvali smerom dovnútra.
Výsledok tiež pomáha riešiť záhadu minineptúnov. Niektoré sa môžu vytvoriť priamo vnútri ľadovej hranice. Naviažu na seba najmä ľahšie prvky – vodík a hélium – a vzápätí sa ochladia a zmrštia. Takéto planéty však bývajú menšie. Na vytvorenie minineptúnov v takej malej vzdialenosti od hviezdy je potrebná migrácia. Štúdium väčšieho počtu exoplanét pomôže vedcom rozlíšiť minineptúny, ktoré vznikli blízko svojej hviezdy, od migrujúcich planét, akou je TOI-1130b.
Máte predplatné?
Viac takýchto článkov a exkluzívneho obsahu môžete získať vďaka predplatnému.
