Egzoplanetarni sistem (sistem koji se nalazi izvan našeg Sunčevog sistema), udaljen oko 116 svetlosnih godina od Zemlje, mogao bi da promeni dosadašnje shvatanje o tome kako planete nastaju, smatraju istraživači koji su ga otkrili pomoću teleskopa američke svemirske agencije NASA i Evropske svemirske agencije (ESA).
Četiri planete kruže oko zvezde LHS 1903 — crvenog patuljka, najčešće vrste zvezda u svemiru — i raspoređene su na neobičan način. Najbliža planeta je stenovita, sledeće dve su gasovite, a zatim, neočekivano, i najudaljenija planeta je takođe stenovita.
Čudan obrazac
Ovakav raspored protivreči obrascu koji se često sreće u našoj galaksiji i u Sunčevom sistemu, gde su stenovite planete (Merkur, Venera, Zemlja i Mars) bliže Suncu, dok su gasoviti džinovi (Jupiter, Saturn, Uran i Neptun) udaljeniji.
Astronomi pretpostavljaju da se taj uobičajeni obrazac javlja zato što planete nastaju u disku gasa i prašine koji okružuje mladu zvezdu, gde su temperature mnogo više bliže samoj zvezdi. U tim unutrašnjim oblastima isparavaju lako isparljive supstance poput vode i ugljen-dioksida, dok samo materijali koji podnose ekstremnu toplotu — poput gvožđa i minerala koji grade stene — mogu da se spoje u čvrsta zrna. Planete koje tamo nastaju zato su pre svega stenovite, piše CNN.
“Linija snega”
Dalje od zvezde, iza granice koju naučnici nazivaju „linija snega“, temperature su dovoljno niske da voda i druga jedinjenja kondenzuju u čvrsti led — proces koji omogućava jezgrima planeta da brzo rastu. Kada planeta u nastajanju dostigne masu oko deset puta veću od Zemljine, njena gravitacija postaje dovoljno snažna da privuče velike količine vodonika i helijuma, a u nekim slučajevima taj ubrzani rast dovodi do stvaranja gasovitih džinova poput Jupitera ili Saturna.
„Uobičajena slika formiranja planeta podrazumeva da se stenovite planete nalaze blizu zvezda, kao u našem Sunčevom sistemu“, rekao je Tomas Vilson, docent na Katedri za fiziku Univerziteta u Voriku u Engleskoj i prvi autor studije objavljene u časopisu Science. „Ovo je prvi put da imamo stenovitu planetu toliko udaljenu od svoje zvezde, i to iza gasovitih planeta.“
“Super-Zemlja”
Neočekivana spoljašnja stenovita planeta, nazvana LHS 1903 e, ima prečnik oko 1,7 puta veći od Zemljinog, zbog čega je astronomi svrstavaju u takozvane „super-Zemlje“ — veće verzije naše planete slične gustine i sastava. Ali zašto se ona nalazi tamo, suprotno dosadašnjoj logici i opažanjima?
„Smatramo da su ove planete nastale u veoma različitim okruženjima, i to je ono što ovaj sistem čini jedinstvenim“, rekao je Vilson. „Ova spoljašnja planeta, koja je stenovitija od dve srednje planete, prema standardnoj teoriji formiranja ne bi trebalo da postoji. Verujemo, međutim, da je nastala kasnije od ostalih.“
Formiranje u uslovima osiromašenim gasom
Planetarni sistem je najpre otkriven pomoću NASA-inog svemirskog teleskopa TESS, lansiranog 2018. godine radi potrage za novim egzoplanetama. Sistem je zatim detaljnije proučen uz pomoć ESA-inog satelita Cheops, lansiranog 2019. godine, namenjenog istraživanju zvezda za koje se već zna da imaju planete. U istraživanju su korišćeni i podaci drugih teleskopa širom sveta, što je dovelo do velike međunarodne saradnje.
Nakon što su potvrdili neobičan raspored „izokrenutog“ planetarnog sistema, naučnici su testirali različite hipoteze kako bi objasnili prisustvo spoljašnje stenovite planete — da li je možda nastala sudarom drugih planeta ili je ostatak nekadašnje gasovite planete koja je izgubila svoj omotač.
„Sproveli smo brojna dinamička ispitivanja, u kojima smo simulirali sudare planeta i pokušavali da vidimo da li je moguće ukloniti atmosferu ili formirati ove planete putem udara“, rekao je Vilson. „Ali nismo uspeli da ih objasnimo na taj način.“
Obrnut redosled nastanka
Pošto su te mogućnosti isključene, istraživači su došli do onoga što Vilson naziva mehanizmom formiranja u uslovima osiromašenim gasom. Prema toj teoriji, planete su nastajale jedna za drugom, ali obrnutim redosledom u odnosu na Sunčev sistem — počev od najbliže zvezdi, ka spolja.
„To znači da je najudaljenija planeta nastala milionima godina posle unutrašnje“, rekao je Vilson. „A pošto je nastala kasnije, u disku više nije bilo mnogo gasa i prašine iz kojih bi mogla da izraste u gasovitog džina.“
U našem Sunčevom sistemu, gasoviti džinovi su se formirali prvi i relativno brzo, dok su četiri unutrašnje stenovite planete nastale kasnije. Iako iza Neptuna postoje stenovita tela poput Plutona, ona su mnogo manja, bogata ledom i verovatno su nastala znatno kasnije, uglavnom kao posledica sudara.
Ovo otkriće moglo bi da predstavlja „neke od prvih dokaza da je moguće promeniti dosadašnji scenario o formiranju planeta oko najčešćih zvezda u galaksiji“, izjavila je Sara Sigere, profesorka planetarnih nauka i fizike na Tehnološkom institutu Masačusets i koautorka studije. Ipak, dodala je da je reč o složenom tumačenju i da rasprava ostaje otvorena.
„Čak i u oblasti koja brzo napreduje, nova otkrića nas podsećaju koliko još treba da naučimo o tome kako se grade planetarni sistemi“, navela je ona u imejlu.
Tema za raspravu
Prema rečima Heder Knutson, profesorke planetarnih nauka na Kalifornijskom tehnološkom institutu, koja nije učestvovala u istraživanju, sistem LHS 1903 može mnogo da nauči naučnike o formiranju i razvoju malih planeta.
„Planeta e je posebno intrigantna jer potencijalno može imati različite vrste atmosfera i možda je dovoljno hladna da omogući kondenzaciju vode“, navela je ona. „Bilo bi izuzetno zanimljivo posmatrati je pomoću svemirskog teleskopa Džejms Veb, koji bi mogao da pruži više podataka o njenoj atmosferi.“
Ana Gliden, postdoktorska istraživačica na MIT-ovom Kavli institutu za astrofiziku i svemirska istraživanja, smatra da ovaj sistem sa četiri planete predstavlja prirodnu laboratoriju za proučavanje formiranja malih planeta oko zvezda drugačijih od našeg Sunca.
Kako saznati?
Autori studije, kaže ona, razumno zaključuju da je spoljašnja planeta verovatno nastala u oblasti sa malo gasa, a ne gubitkom atmosfere nakon nasilnog sudara. Buduća posmatranja mogla bi dodatno da rasvetle njihove atmosfere i razvoj.
Ipak, kako upozorava astronom Nestor Espinoza iz Instituta za nauku o svemirskom teleskopu u Baltimoru, formiranje planeta je izuzetno složen proces koji još nije do kraja razjašnjen.
„Način na koji planete nastaju oko malih zvezda poput LHS 1903 i dalje je predmet rasprave“, naveo je on. „Ovaj sistem predstavlja veoma zanimljiv podatak koji će teorijske modele držati zauzetim godinama — i siguran sam da ćemo, poredeći ih, naučiti nešto novo o samom procesu nastanka planeta.“
